Linux协议栈对vlan的处理

Linux内核中vlan处理机制解析

最新推荐文章于 2024-01-29 15:47:39 发布

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这篇博客探讨了Linux协议栈如何处理vlan报文。网卡驱动在接收到不带VLAN tag的报文后，通过rtl8169_rx_vlan_tag函数将剥离的vlan信息记录到SKB中，以便协议栈后续处理。最终，报文通过__vlan_hwaccel_rx调用netif_receive_skb进入常规接收流程。

（基于linux-2.6.x）

从代码上看，Linux对VLAN的处理方式如下。

1. vlan的处理，主要是依靠网卡本身。
有的网卡不支持vlan，如老的3com网卡3c501。
intel的ixgb(PRO/10GbE)和e1000(PRO/1000)网卡是支持vlan的。
其他的一些网卡驱动，从代码上来看，还未完整支持。
例如，有个网卡驱动(源码文件：drivers\net\spider_net.c)，
vlan相关代码上的注释上说，/* further enhancement... yet to do */

2. 网卡对vlan的处理
VLAN tag插入/移除都是由网卡完成的。
vlan报文的过滤也是由网卡完成的。
Linux协议栈通过驱动中的接口，注册vlan相关信息。
驱动再将这些信息写到芯片中。

因此，网卡驱动从网卡接收队列中收到的报文，已经不带VLAN tag了。

下面是r8169.c网卡驱动收到报文后，做的部分处理。

由于驱动收到的报文，已经不带vlan tag，因此skb->protocol的值就是普通的以太网类型。

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

rtl8169_rx_vlan_tag(desc, skb);

if (likely(polling))
napi_gro_receive(&tp->napi, skb);
else
netif_rx(skb);

dev->stats.rx_bytes += pkt_size;
dev->stats.rx_packets++;

再看看rtl8169_rx_vlan_tag干了什么。下面贴出相关代码：

/**
 * __vlan_hwaccel_put_tag - hardware accelerated VLAN inserting
 * @skb: skbuff to tag
 * @vlan_tci: VLAN TCI to insert
 *
 * Puts the VLAN TCI in @skb->vlan_tci and lets the device do the rest
 */
static inline struct sk_buff *__vlan_hwaccel_put_tag(struct sk_buff *skb,
						     u16 vlan_tci)
{
	skb->vlan_tci = VLAN_TAG_PRESENT | vlan_tci;
	return skb;
}

static void rtl8169_rx_vlan_tag(struct RxDesc *desc, struct sk_buff *skb)
{
	u32 opts2 = le32_to_cpu(desc->opts2);

	if (opts2 & RxVlanTag)
		__vlan_hwaccel_put_tag(skb, swab16(opts2 & 0xffff));

	desc->opts2 = 0;
}

从注释及代码可以看出，就是将vlan_tci记录到skb中，这样协议栈能知道这个报文的vlan信息，从而进行相应的处理。

因为vlan tag被硬件剥掉了，软件不知道vlan信息，因此这里的代码将剥掉的vlan信息记录到SKB中，供协议栈使用。

3. Linux对vlan报文的处理(VLAN tag已经剥掉了)

上一步的工作完成后，接下来的工作有两种情况。

a)报文不是vlan报文，则驱动程序调用netif_receive_skb对报文进行处理。
其处理流程在《Linux协议栈代码阅读笔记（三）报文接收》中有描述。

b)报文是vlan报文(不过已经不带VLAN tag了)，则驱动程序调用vlan_hwaccel_receive_skb对报文进行处理，vlan tag通过参数传递给vlan_hwaccel_receive_skb。
vlan_hwaccel_receive_skb则简单的以如下形式调用__vlan_hwaccel_rx。
__vlan_hwaccel_rx(skb, grp, vlan_tag, 1);

__vlan_hwaccel_rx先根据vlan tag为报文做优先级赋值。
然后将低层代码误以为vlan报文的目的mac不是本机的错误纠正过来。

接下来，__vlan_hwaccel_rx调用netif_receive_skb。这就将处理流程收敛到与a)相同的路线上去了:)