linux路由内核实现分析(一)----邻居子节点(1)

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以下是我根据 linux-2.6.23.9版本内核源代码所做阅读笔记，属个人兴趣而为，希望找到有共同兴趣

的朋友一起讨论和研究，有谬误之处，笔者水平有限，欢迎大家拍砖：）

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有三种路由结构：

 

1,neigh_table{}结构和neighbour{}结构

　存储和本机物理上相邻的主机地址信息表，通常称为邻居子节点，指的是和本机相邻只有

　一跳的机器，其中neigh_table{}作为数据结构链表来表示neighbour{}表示相邻的机器节点

 

2,路由规则的存储，判断了一个到达一个网络地址必须经过怎样的路由，使用fib_table来表示

 

3, 提供了路由地址的缓存机制，使用 rtable 链表来表示．

neigh_table结构

 

struct neigh_table

{

       struct neigh_table   *next;

       int                  family;

       int                  entry_size;

       int                  key_len;

       __u32                   (*hash)(const void *pkey, const struct net_device *);

       int                  (*constructor)(struct neighbour *);

       int                  (*pconstructor)(struct pneigh_entry *);

       void               (*pdestructor)(struct pneigh_entry *);

       void               (*proxy_redo)(struct sk_buff *skb);

       char               *id;

       struct neigh_parms parms;

      

       int                  gc_interval;

       int                  gc_thresh1;

       int                  gc_thresh2;

       int                  gc_thresh3;

       unsigned long         last_flush;

       struct timer_list     gc_timer;

       struct timer_list     proxy_timer;

       struct sk_buff_head       proxy_queue;

       atomic_t         entries;

       rwlock_t        lock;

       unsigned long         last_rand;

       struct kmem_cache              *kmem_cachep;

       struct neigh_statistics    *stats;

       struct neighbour     **hash_buckets;

       unsigned int           hash_mask;

       __u32                   hash_rnd;

       unsigned int           hash_chain_gc;

       struct pneigh_entry **phash_buckets;

#ifdef CONFIG_PROC_FS

       struct proc_dir_entry     *pde;

#endif

};

 

struct proc_dir_entry     *pde

这个成员是linux 2.6中添加了对proc文件系统的支持，但是我没有找到proc文件系统中

有直接相关于邻居节点的信息，估计是和其他结构一起向用户态提供了路由信息，有可能

是输出到/proc/net/route里面．

 

struct neigh_table *next;　//下一个邻居表,实际上就是ARP报文到达的下一台机器

 

int family;//地址族，对于以太网而言就是 AF_INET

 

int entry_size; //入口长度,也就是一个邻居结构的大小,初始化为sizeof(neighbour)+4(4为一个IP地址的长度)

 

//哈希关键值长度 即IP地址的长度，为4

int  key_len;

 

__u32 (*hash)(const void *pkey, const struct net_device *);构造出存放和检索这个neigh_table的neighbour的哈希函数　　

 

//允许邻居的上限，根据网络的类型，大小会有所变化，例如C类地址，邻居限制就应该小于255

int gc_thresh3

 

//哈希数组，存入其中的邻居，在一个neigh_table里面，最多可以有32个neighbour结构的链表．

struct neighbour  **hash_buckets;

int entries //整个neigh_table中邻居的数量

unsigned int　hash_mask; //哈希数组大小的掩码

 

neighbour结构

 

struct neighbour

{

       struct neighbour     *next;

       struct neigh_table   *tbl;

       struct neigh_parms *parms;

       struct net_device    *dev;

       unsigned long         used;

       unsigned long         confirmed;

       unsigned long         updated;

       __u8                     flags;

       __u8                     nud_state;

       __u8                     type;

       __u8                     dead;

       atomic_t         probes;

       rwlock_t        lock;

       unsigned char        ha[(MAX_ADDR_LEN+sizeof(unsigned long)-1)&~(sizeof(unsigned long)-1)];

       struct hh_cache            *hh;

       atomic_t         refcnt;

       int                  (*output)(struct sk_buff *skb);

       struct sk_buff_head       arp_queue;

       struct timer_list      timer;

       struct neigh_ops     *ops;

       u8                  primary_key[0];

};

 

struct neigh_table　*tbl;//所在的邻居表，指向上层的neigh_table结构

struct net_device *dev;//邻居所对应的网络设备接口指针

 

int (*output)(struct sk_buff *skb);//找到合适的邻居节点之后，系统将调用这个函数指针，

                             使用结构中的dev设备，将数据包发送出去，如果协议

　　　　　　　　　　　　　　 族是AF_INET，将调用dev_queue_xmit函数发送数据

 

u8 primary_key[0];//哈希关键字

 

//这段代码完成函数指针的转换（net/ipv4/arp.c）

static struct neigh_ops arp_hh_ops = {

       .family =        AF_INET,

       .solicit =         arp_solicit,

       .error_report =              arp_error_report,

       .output =        neigh_resolve_output,

       .connected_output =      neigh_resolve_output,

       .hh_output =          dev_queue_xmit,

       .queue_xmit =        dev_queue_xmit,

};