版本：Linux 2.4.18
一、調用 在src/net/core/dev.c的軟中斷函數static void net_rx_action(struct softirq_action *h)中： line 1479
#if defined(CONFIG_BRIDGE) || defined(CONFIG_BRIDGE_MODULE) if (skb->dev->br_port != NULL && br_handle_frame_hook != NULL) { handle_bridge(skb, pt_prev); dev_put(rx_dev); continue; } #endif 如果定義了網橋或網橋模塊，則由handle_bridge函數處理 skb->dev->br_port ：接收該數據包的端口是網橋端口組的一員 br_handle_frame_hook ：定義了網橋處理函數
二、初始化 src/net/bridge/br.c： static int __init br_init(void) { printk(KERN_INFO "NET4: Ethernet Bridge 008 for NET4.0\n";
br_handle_frame_hook = br_handle_frame; br_ioctl_hook = br_ioctl_deviceless_stub; #if defined(CONFIG_ATM_LANE) || defined(CONFIG_ATM_LANE_MODULE) br_fdb_get_hook = br_fdb_get; br_fdb_put_hook = br_fdb_put; #endif register_netdevice_notifier(&br_device_notifier);
return 0; } 初始化函數指明了網橋的處理函數是br_handle_frame ioctl處理函數是：br_ioctl_deviceless_stub
三、br_handle_frame(br_input.c) /*網橋處理函數*/ void br_handle_frame(struct sk_buff *skb) { struct net_bridge *br; unsigned char *dest; struct net_bridge_port *p;
/*獲取目的MAC地址*/ dest = skb->mac.ethernet->h_dest;
/*skb->dev->br_port用於指定接收該數據包的端口，若不是屬於網橋的端口，則為NULL*/ p = skb->dev->br_port; if (p == NULL) /*端口不是網橋組端口中*/ goto err_nolock;
/*本端口所屬的網橋組*/ br = p->br; /*加鎖，因為在轉發中需要讀CAM表，所以必須加讀鎖，避免在這個過程中另外的內核控制路徑(如多處理機上另外一個CPU上的系統調用)修改CAM表*/ read_lock(&br->lock); if (skb->dev->br_port == NULL) /*前面判斷過的*/ goto err; /*br->dev是網橋的虛擬網卡，如果它未UP，或網橋DISABLED,p->state實際上是橋的當前端口的STP計算判斷後的狀態*/ if (!(br->dev.flags & IFF_UP) || p->state == BR_STATE_DISABLED) goto err; /*源MAC地址為255.X.X.X，即源MAC是多播或廣播，丟棄之*/ if (skb->mac.ethernet->h_source[0] & 1) goto err;
/*眾所周之，網橋之所以是網橋，比HUB更智能，是因為它有一個MAC-PORT的表，這樣轉發數據就不用廣播，而查表定端口就可以了 每次收到一個包，網橋都會學習其來源MAC，添加進這個表。Linux中這個表叫CAM表(這個名字是其它資料上看的)。 如果橋的狀態是LEARNING或FORWARDING(學習或轉發)，則學習該包的源地址skb->mac.ethernet->h_source， 將其添加到CAM表中，如果已經存在於表中了，則更新定時器，br_fdb_insert完成了這一過程*/ if (p->state == BR_STATE_LEARNING || p->state == BR_STATE_FORWARDING) br_fdb_insert(br, p, skb->mac.ethernet->h_source, 0); /*STP協議的BPDU包的目的MAC采用的是多播目標MAC地址：從01-80-c2-00-00-00（Bridge_group_addr：網橋組多播地址）開始 所以這裡是如果開啟了STP，而當前數據包又是一個BPDU (!memcmp(dest, bridge_ula, 5)， unsigned char bridge_ula[6] = { 0x01, 0x80, 0xc2, 0x00, 0x00, 0x00 }， 則交由相應函數處理*/ if (br->stp_enabled && /*這裡只比較前5個字節，沒有仔細研究過STP是使用了全部多播地址（從0 1 : 0 0 : 5 e : 0 0 : 0 0 : 0 0到0 1 : 0 0 : 5 e : 7 f : ff : ff。），還是只使用了一部份，這裡看來似乎只是一部份，沒去深究了*/ !memcmp(dest, bridge_ula, 5) && !(dest[5] & 0xF0)) /*01-80-c2-00-00-F0 是一個什麼地址？為什麼要判斷呢？*/ goto handle_special_frame; /*處理鉤子函數，然後轉交br_handle_frame_finish函數繼續處理*/ if (p->state == BR_STATE_FORWARDING) { NF_HOOK(PF_BRIDGE, NF_BR_PRE_ROUTING, skb, skb->dev, NULL, br_handle_frame_finish); read_unlock(&br->lock); return; }
err: read_unlock(&br->lock); err_nolock: kfree_skb(skb); return;
handle_special_frame: if (!dest[5]) { br_stp_handle_bpdu(skb); return; }
kfree_skb(skb); }
四、br_handle_frame_finish
static int br_handle_frame_finish(struct sk_buff *skb) { struct net_bridge *br; unsigned char *dest; struct net_bridge_fdb_entry *dst; struct net_bridge_port *p; int passedup;
/*前面基本相同*/ dest = skb->mac.ethernet->h_dest;
p = skb->dev->br_port; if (p == NULL) goto err_nolock;
br = p->br; read_lock(&br->lock); if (skb->dev->br_port == NULL) goto err;
passedup = 0; /*如果網橋的虛擬網卡處於混雜模式，那麼每個接收到的數據包都需要克隆一份 送到AF_PACKET協議處理體(網絡軟中斷函數net_rx_action中ptype_all鏈的處理)。*/ if (br->dev.flags & IFF_PROMISC) { struct sk_buff *skb2;
skb2 = skb_clone(skb, GFP_ATOMIC); if (skb2 != NULL) { passedup = 1; br_pass_frame_up(br, skb2); } }
/*目的MAC為廣播或多播，則需要向本機的上層協議棧傳送這個數據包，這裡有一個標志變量passedup 用於表示是否傳送過了，如果已傳送過，那就算了*/ if (dest[0] & 1) { br_flood_forward(br, skb, !passedup); if (!passedup) br_pass_frame_up(br, skb); goto out; } /*Linux中的MAC-PORT表是CAM表，這裡根據目的地址來查表，以確定由哪個接口把包轉發出去 每一個表項是通過結構struct net_bridge_fdb_entry來描述的： struct net_bridge_fdb_entry { struct net_bridge_fdb_entry *next_hash; //用於CAM表連接的鏈表指針 struct net_bridge_fdb_entry **pprev_hash; //為什麼是pprev不是prev呢？還沒有仔細去研究 atomic_t use_count; //此項當前的引用計數器 mac_addr addr; //MAC地址 struct net_bridge_port *dst; //此項所對應的物理端口 unsigned long ageing_timer; //處理MAC超時 unsigned is_local:1; //是否是本機的MAC地址 unsigned is_static:1; //是否是靜態MAC地址 };*/ dst = br_fdb_get(br, dest); /*查詢CAM表後，如果能夠找到表項，並且目的MAC是到本機的虛擬網卡的，那麼就需要把這個包提交給上層協議， 這樣，我們就可以通過這個虛擬網卡的地址來遠程管理網橋了*/ if (dst != NULL && dst->is_local) { if (!passedup) br_pass_frame_up(br, skb); else kfree_skb(skb); br_fdb_put(dst); goto out; } /*查到表了，且不是本地虛擬網卡的，轉發之*/ if (dst != NULL) { br_forward(dst->dst, skb); br_fdb_put(dst); goto out; }
/*如果表裡邊查不到，那麼只好學習學習HUB了……*/ br_flood_forward(br, skb, 0);
out: read_unlock(&br->lock); return 0;
err: read_unlock(&br->lock); err_nolock: kfree_skb(skb); return 0; }
基本框架就是這樣了，與那些講網橋原理的書上講的基本差不多…… 網橋之所以是網橋，主要靠這兩個函數： br_fdb_insert br_fdb_get 一個學習，一個查表； 另外，支持STP，處理BPDU，需要用到函數br_stp_handle_bpdu 哪位有這三個函數的細節分析，可否送九賤一份，免得下午那麼辛苦再去啃代碼……
掃了一下 br_fdb_insert，結構還是很清析，如果當前項已存在於hash表項中，則更新它（__fdb_possibly_replace），如果是新項，則插入，實際是一個雙向鏈表的維護過程（__hash_link）：
void br_fdb_insert(struct net_bridge *br, struct net_bridge_port *source, unsigned char *addr, int is_local) { struct net_bridge_fdb_entry *fdb; int hash;
hash = br_mac_hash(addr);
write_lock_bh(&br->hash_lock); fdb = br->hash[hash]; while (fdb != NULL) { if (!fdb->is_local && !memcmp(fdb->addr.addr, addr, ETH_ALEN)) { __fdb_possibly_replace(fdb, source, is_local); write_unlock_bh(&br->hash_lock); return; }
fdb = fdb->next_hash; }
fdb = kmalloc(sizeof(*fdb), GFP_ATOMIC); if (fdb == NULL) { write_unlock_bh(&br->hash_lock); return; }
memcpy(fdb->addr.addr, addr, ETH_ALEN); atomic_set(&fdb->use_count, 1); fdb->dst = source; fdb->is_local = is_local; fdb->is_static = is_local; fdb->ageing_timer = jiffies;
__hash_link(br, fdb, hash);
write_unlock_bh(&br->hash_lock); }
同樣，查表也是一個遍歷鏈表，進行地址匹配的過程： struct net_bridge_fdb_entry *br_fdb_get(struct net_bridge *br, unsigned char *addr) { struct net_bridge_fdb_entry *fdb;
read_lock_bh(&br->hash_lock); fdb = br->hash[br_mac_hash(addr)]; while (fdb != NULL) { if (!memcmp(fdb->addr.addr, addr, ETH_ALEN)) { if (!has_expired(br, fdb)) { atomic_inc(&fdb->use_count); read_unlock_bh(&br->hash_lock); return fdb; }
read_unlock_bh(&br->hash_lock); return NULL; }
fdb = fdb->next_hash; }
read_unlock_bh(&br->hash_lock); return NULL; } 我沒有更精彩的了內容了，只是本著處理我遇到問題的思路來看一個實現而已，發貼的目的是希望研究這塊的牛人寫出更精彩的文章，吾輩好學習一二……
又看了一個函數，繼續發上來： STP的處理函數 /* called under bridge lock */ void br_stp_handle_bpdu(struct sk_buff *skb) { unsigned char *buf; struct net_bridge_port *p;
/*跳過DLC首部*/ buf = skb->mac.raw + 14; p = skb->dev->br_port; /*再次做判斷*/ if (!p->br->stp_enabled || memcmp(buf, header, 6)) { kfree_skb(skb); return; } /*BPDU包有兩類，由TYPE字段標志，分為配置和TCN(Topology Change Notification，拓樸改變通告)*/ /*如果是配置類型*/ if (buf[6] == BPDU_TYPE_CONFIG) { /*內核中用struct br_config_bpdu描述一個BPDU包： struct br_config_bpdu { unsigned topology_change:1; //拓樸改變標志 unsigned topology_change_ack:1; //拓樸改變回應標志 bridge_id root; //根ID，用於會聚後的網橋網絡中，所有配置 BPDU 中的該字段都應該具有相同值（同VLAN），又可分為兩個 BID 子字段：網橋優先級和網橋 MAC 地址 int root_path_cost; //路徑開銷，通向有根網橋（Root Bridge）的所有鏈路的積累資本 bridge_id bridge_id; //創建當前 BPDU 的網橋 BID。對於單交換機（單個 VLAN）發送的所有 BPDU 而言，該字段值都相同，而對於交換機與交換機之間發送的 BPDU 而言，該字段值不同） port_id port_id; //端口ID，每個端口值都是唯一的。端口1/1值為0×8001，而端口1/2 值為0×8002。 int message_age; //記錄 Root Bridge 生成當前 BPDU 起源信息的所消耗時間 int max_age; //保存 BPDU 的最長時間，也反映了拓樸變化通知（Topology Change Notification）過程中的網橋表生存時間情況 int hello_time; //指周期性配置 BPDU 間的時間 int forward_delay; //用於在 Listening 和 Learning 狀態的時間，也反映了拓樸變化通知（Topology Change Notification）過程中的時間情況 }; 在這個結構中，bpdu包的三個字段沒有包含在內： Protocol ID ― 協議字段，恆為0。 Version ― 版本字段，恆為0。 Type ― 決定該幀中所包含的兩種 BPDU 格式類型（配置 BPDU 或 TCN BPDU）。 上面用buf[6]直接訪問了，這是 因為bpdu之前，還有三個字節的LLC頭，再加上ProtocolID(2字節)，VersionID(1字節)，3+2+1，所以是buf[6] 這是標准的802.3封包方式，與以太網封包略有不同，參見《tcp/ip詳解卷一》第二章的第二頁的最上面那張圖（記得是） */ struct br_config_bpdu bpdu;
/*一個辛苦的解包過程……*/ bpdu.topology_change = (buf[7] & 0x01) ? 1 : 0; bpdu.topology_change_ack = (buf[7] & 0x80) ? 1 : 0; bpdu.root.prio[0] = buf[8]; bpdu.root.prio[1] = buf[9]; bpdu.root.addr[0] = buf[10]; bpdu.root.addr[1] = buf[11]; bpdu.root.addr[2] = buf[12]; bpdu.root.addr[3] = buf[13]; bpdu.root.addr[4] = buf[14]; bpdu.root.addr[5] = buf[15]; bpdu.root_path_cost = (buf[16]
