接口重设net-namespace后的报文收发-优快云博客

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本文探讨了Linux网络虚拟化中接口在网络命名空间（net-namespace）切换后仍能收发报文的原因。在创建接口的原始netns中，接口的私有数据存储于net->gen，而dev_change_net_namespace函数仅更新设备链表，不改变private data。接收流程中，报文在源netns被解封装并经过协议栈处理。发送时，外层IP路由查询和报文netns切换确保流量正确路由回原始netns。

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linux网络虚拟化经常会用到network namespace，将一些创建完成的虚拟接口加入到另一个namespace实现网络隔离。
既然接口已经属于另一个namespace，为什么报文仍然能够在创建接口的ns和切换后的ns之间收发呢？这是因为接口无论怎么切换netns都会在创建接口所在的netns中留下一些痕迹，将创建接口所在netns和接口关联起来。
拿最简单的ip gre口举例。

ip gre接口是一个三层的ip tunnel接口，外层dst ip通常是本地物理口的ip地址，即协议认为报文是送往本机的，做上次协议（gre）处理，调用ipgre_rcv，最终调用__ipgre_rcv，其中ip_tunnel_lookup函数就是用来查找应该送往哪个gre接口的查询函数，我们可以看到gre接口数据都是从net_generic(net, ipgre_net_id) 返回的ip_tunnel_net 中查询的。


static int ipgre_rcv(struct sk_buff *skb, const struct tnl_ptk_info *tpi,
		     int hdr_len)
{
	struct net *net = dev_net(skb->dev);
	struct ip_tunnel_net *itn;
	int res;

	if (tpi->proto == htons(ETH_P_TEB))
		itn = net_generic(net, gre_tap_net_id);
	else
		itn = net_generic(net, ipgre_net_id);

	res = __ipgre_rcv(skb, tpi, itn, hdr_len, false);
	if (res == PACKET_NEXT && tpi->proto == htons(ETH_P_TEB)) {
		/* ipgre tunnels in collect metadata mode should receive
		 * also ETH_P_TEB traffic.
		 */
		itn = net_generic(net, ipgre_net_id);
		res = __ipgre_rcv(skb, tpi, itn, hdr_len, true);
	}
	return res;
}

static int __ipgre_rcv(struct sk_buff *skb, const struct tnl_ptk_info *tpi,
		       struct ip_tunnel_net *itn, int hdr_len, bool raw_proto)
{
	struct metadata_dst *tun_dst = NULL;
	const struct iphdr *iph;
	struct ip_tunnel *tunnel;

	iph = ip_hdr(skb);
	tunnel = ip_tunnel_lookup(itn, skb->dev->ifindex, tpi->flags,
				  iph->saddr, iph->daddr, tpi->key);

	if (tunnel) {
		if (__iptunnel_pull_header(skb, hdr_len, tpi->proto,
					   raw_proto, false) < 0)
			goto drop;

		if (tunnel->dev->type != ARPHRD_NONE)
			skb_pop_mac_header(skb);
		else
			skb_reset_mac_header(skb);
		if (tunnel->collect_md) {
			__be16 flags;
			__be64 tun_id;

			flags = tpi->flags & (TUNNEL_CSUM | TUNNEL_KEY);
			tun_id = key32_to_tunnel_id(tpi->key);
			tun_dst = ip_tun_rx_dst(skb, flags, tun_id, 0);
			if (!tun_dst)
				return PACKET_REJECT;
		}

		ip_tunnel_rcv(tunnel, skb, tpi, tun_dst, log_ecn_error);
		return PACKET_RCVD;
	}
	return PACKET_NEXT;

drop:
	kfree_skb(skb);
	return PACKET_RCVD;
}

在每个namespace中都有一个存放每namespace data的地方，net->gen，一些虚拟接口在创建的时候，都会将自己的私有数据存放在其中。我们可以搜一下net_generic 函数查询那些接口会在net->gen中挂载数据。

static inline void *net_generic(const struct net *net, int id)
{
	struct net_generic *ng;
	void *ptr;

	rcu_read_lock();
	ng =