《深入理解LINUX网络内幕》读书笔记1

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第二章 关键数据结构

本章讲述以下两个重要数据结构：

struct sk_buff：存储所有网络分层的包头、有效载荷，其他内部信息

struct net_device：网络设备的通用数据结构

• sk_buff

布局：

书上sk_buff 写到的对分层头的设计是以union形式来表示，这是Linux 2.6.24之前的方式

         /* Transport layer header */
         union
         {
                 struct tcphdr   *th;
                 struct udphdr   *uh;
                 struct icmphdr  *icmph;
                 struct igmphdr  *igmph;
                 struct iphdr    *ipiph;
                 struct spxhdr   *spxh;
                 unsigned char   *raw;
         } h;
 
         /* Network layer header */
         union
         {
                 struct iphdr    *iph;
                 struct ipv6hdr  *ipv6h;
                 struct arphdr   *arph;
                 struct ipxhdr   *ipxh;
                 unsigned char   *raw;
         } nh;
   
         /* Link layer header */
         union 
         {       
                 struct ethhdr   *ethernet;
                 unsigned char   *raw;
         } mac;

Linux 2.6.24后，这个分层的指针精简为了

#ifdef NET_SKBUFF_DATA_USES_OFFSET

typedef unsigned int sk_buff_data_t;

#else

typedef unsigned char *sk_buff_data_t;

#endif
......
        sk_buff_data_t transport_header;

        sk_buff_data_t network_header;

        sk_buff_data_t mac_header;

L2到L3时报头指针变化：

管理函数：有很多名称类似do_something和__do_somthing，第一个是包裹函数，增加额外检查或者上锁，内部的__do_something通常不会直接调用。

报文经过每一层缓冲区处理的关键函数：

skb_reserve, skb_put, skb_push, skb_pull

主要是更新：skb->data,   skb->len

skb_clone只是克隆了skb_buff的结构，指向相同的缓存，缓存保存了引用计数。

skb_copy是完全拷贝缓存。

sk_buff的队列管理要注意上spin_lock锁以保证原子操作。

net_device

包括真实设备和虚拟设备（VLAN或聚合口）

全局变量dev_base列表存储了所有设备的net_device，

每个net_device有唯一的ID。

混杂模式promiscuous mode：设备接收所有封包。

设备的统计数据存在于设备的驱动内，net_device结构只保存一个priv指针指向该数据结构，有线和无线设备关键字段有区别。

《深入理解LINUX网络内幕》读书笔记1