linux之网络子系统-本机发包到本机实现

news2024/12/30 0:40:18

一、前言

在linux之网络子系统-网络协议栈发包收包详解-CSDN博客文章中，详细介绍了跨主机之间的数据包发送的源码流程。除了跨主机，还有本机发包到本机是如何实现的？就是 saddr ip地址为 127.0.0.1 .

二、发送数据包到 127.0.0.1

首先，127.0.0.1 就是指 lo （本地回环网络设备）：

这个lo设备是在网络设备子系统初始化时注册的：

static int __init net_dev_init(void)
{

.....
if (register_pernet_device(&loopback_net_ops))
goto out;
...

}

接着看 loopback_net_ops：

/* Registered in net/core/dev.c */
struct pernet_operations __net_initdata loopback_net_ops = {
.init = loopback_net_init,
};

接着 loopback_net_init：

/* Setup and register the loopback device. */
static __net_init int loopback_net_init(struct net *net)
{
struct net_device *dev;
int err;

err = -ENOMEM;

//初始化 lo 网络设备
dev = alloc_netdev(0, "lo", NET_NAME_UNKNOWN, loopback_setup);
if (!dev)
goto out;

dev_net_set(dev, net);

//注册lo 网络设备
err = register_netdev(dev);
if (err)
goto out_free_netdev;

BUG_ON(dev->ifindex != LOOPBACK_IFINDEX);
net->loopback_dev = dev;
return 0;

out_free_netdev:
free_netdev(dev);
out:
if (net_eq(net, &init_net))
panic("loopback: Failed to register netdevice: %d\n", err);
return err;
}

上面是网络设备子系统初始化完成，那么如何被调用到？

根据之前的文章中，描述了跨主机的发包过程：

发包过程中，到达网络设备子系统 dev_queue_xmit 时，会选择 lo 网络设备驱动的ndo_start_xmit 回调函数。这个驱动没有实际的硬件设备，纯属软件意义上的驱动。

lo 驱动是如何定义 ndo_start_xmit 回调函数？

函数调用链：

loopback_net_init ->

loopback_setup->

gen_lo_setup

static void loopback_setup(struct net_device *dev)
{
gen_lo_setup(dev, (64 * 1024), &loopback_ethtool_ops, &eth_header_ops,
&loopback_ops, loopback_dev_free);
}

loopback_ops 定义如下：

static const struct net_device_ops loopback_ops = {
.ndo_init = loopback_dev_init,
.ndo_start_xmit = loopback_xmit,
.ndo_get_stats64 = loopback_get_stats64,
.ndo_set_mac_address = eth_mac_addr,
};

本机发送数据包时，调用 loopback_xmit 函数：

/* The higher levels take care of making this non-reentrant (it's
* called with bh's disabled).
*/
static netdev_tx_t loopback_xmit(struct sk_buff *skb,
struct net_device *dev)
{
int len;

skb_tx_timestamp(skb);

/* do not fool net_timestamp_check() with various clock bases */
skb->tstamp = 0;

skb_orphan(skb);

/* Before queueing this packet to netif_rx(),
* make sure dst is refcounted.
*/
skb_dst_force(skb);

skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);

len = skb->len;
if (likely(netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS)) // lo 驱动中直接调用接收数据包的软中断。
dev_lstats_add(dev, len);

return NETDEV_TX_OK;
}