网络协议栈 - 随笔分类 - image eye

icmp协议

摘要：icmp（Internet Control Message Protocol）协议是在接收端在接收到发送端发送的数据后（分两种情况，接收和转发），无法把数据上传或转发，需要回馈一个信息给发送端，典型的例子，当接收端接收到数据包后，没有找到把数据发送出去的路由表项，此时就会发送一个icmp包给发送端，告诉发送端，目的不可达。而主机收到的icmp数据包一般都是应答包，比如接收发送目的不可达的数据包回来，接收端就会接收到这个包，并根据类型，把信息打印出来。当收到应答包时，接收方就不需要再回复一个应答包给对方，从而避免的循环回复。本地发送数据包，如果找不到IP地址对应的MAC地址时，会发送arp广播查阅读全文

posted @ 2012-04-12 09:53 image eye 阅读(2570) 评论(2) 推荐(0) 编辑

路由表项

摘要：本地路由表项由rt_base指针管理，记录本机路由表，当一个IP包需要传输到本子网以外的网络时，就需要通过网关使用路由器来转发，那怎么找到网关呢，就查找由rt_base指针所管理的路由表。在linux下，我们会用 route add default gw 192.168.1.1命令来设置默认网关，把默认网关设置到路由表中，使用route命令可以查看本机设置的路由表。如下是一个设置网关的函数static int set_gateway(void){ static int sock_fd = -1; struct rtentry rt; U32 dstaddr, gwaddr; dstaddr = 阅读全文

posted @ 2012-04-10 17:05 image eye 阅读(8008) 评论(0) 推荐(1) 编辑

ip层的arp协议

摘要：Arp(adress resolution protocol—地址解析协议)是在传输IP包时，因不知道IP地址对应的MAC地址，无法传送数据引起的，通过arp，建立目的IP跟MAC地址的映射关系，从而获得目的IP的MAC地址。Arp头部的数据结构如下：typedefstruct arphdr { unsignedshort arp_hrd;/*硬件类型，*/ unsignedshort arp_pro;/*协议类型*/ unsignedchar arp_hln;/*硬件地址长度*/ unsignedchar arp_pln;/*协议地址长度*/ unsigne... 阅读全文

posted @ 2012-04-09 11:21 image eye 阅读(3056) 评论(1) 推荐(3) 编辑

网络协议栈写框图

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posted @ 2012-04-06 16:50 image eye 阅读(1453) 评论(0) 推荐(2) 编辑

设备驱动基础1：设备模型之总线，驱动，设备

摘要：Kobject，kset是设备模型的基本结构体，设备模型使用这两个结构体来完成设备的层次关系，但在实际的设备驱动编写中，我们基本上用不到kobject,kset这些结构体，是因为这些结构体又被嵌入到更大的结构体中，原因在于kobject，kset结构体只能表征设备的层次关系，但是一个设备的驱动，并不是简单的一个层次关系而已，因此，必需要把kobject，kset结构体嵌入到更大的结构体中，使用kobject,kset来表征层次关系，用其他的成员表示设备驱动的具体功能。在设备模型中，我们将看到，设备驱动主要是由总线，驱动程序，设备三个部分构成，通过这三个标准部件，把各种纷繁杂乱的设备归结过来，达阅读全文

posted @ 2012-01-29 16:40 image eye 阅读(3412) 评论(0) 推荐(2) 编辑

网络协议栈17：connect函数分解之网络层接收数据处理

摘要：链路层经过对上层协议的检查，把数据包上传到了对应的上层协议层，在这里，就是IP层协议。数据到达IP层后，IP层需要进行相应的检查，判断后，才决定是否需要把数据上传到上层。下面就是IP层所需要做的事情.1．首先检测数据包的IP首部是否正确，即对数据包的IP部分的IP首部长度，版本，数据包的大小进行检查，如果符合要求，则继续进行下面的步骤，不符合要求，则释放数据包，直接退出2．检测IP首部是否包含了选项部分，方法就是查看IP首部的总长度字段是否大于IP首部的长度，如果是，则需要把选项部分解析，这个选项部分会在上传到上层协议时就告知是否有选项的。3．检测数据包是否是一个分片数据，如果是一个分片数据，阅读全文

posted @ 2012-01-18 15:32 image eye 阅读(828) 评论(0) 推荐(0) 编辑

网络协议栈16：connect函数分解之链路层接收数据

摘要：Connect函数在发送了数据之后，就进入了休眠等待的状态，等待远方发过来的数据来确认链接是否成功。那么数据是如何从网卡那里传递到链路层？数据在网卡的内存中，形成了以256字节为1页的环形缓冲链，每当有数据到达，网卡就会发生一个中断信号，告诉CPU已经有数据到达，此时，CPU通过DMA的方式，去读取网卡内存中的数据，并把数据存放在一个专门开辟来接收这个数据包的skb_buff中，之后，就把接收数据的skb_buff进行排列，并且累加所有skb_buff的个数，如果超过一定的数量在排队等待被取走，则后面不能再继续从网卡中读取数据包，以防止系统内存被过度的消耗掉。因此，在数据链路层，skb_buf 阅读全文

posted @ 2012-01-18 12:16 image eye 阅读(879) 评论(0) 推荐(0) 编辑

网络协议栈15：网卡接收/发送数据基础知识

摘要：网卡本身是有内存的，每个网卡一般都有4K以上的内存，用来发送，接收数据。数据在从主内存搬到网卡之后，不是立即就能被发送出去的，而是要先在网卡自身的内存中排队，再按照先后顺序发送；同样的，数据从以太网传递到网卡时，网卡也是先把数据存储到自身的内存中，等到收到一帧数据了，再经过中断的方式，告诉主CPU（不是网卡本身的微处理器）把网卡内存的数据读走，而读走后的内存，又被清空，再次被使用，用来接收新的数据，如此循环往复。而网卡本身的内存，又多是按照256字节为1页的方式，把所有内存分页，之后把这些页组成队列，大致的结构如图：一般会划分一小部分页面作为发送数据用的，大部分用于接收网络数据，大致如图：蓝色阅读全文

posted @ 2012-01-17 17:03 image eye 阅读(4339) 评论(0) 推荐(0) 编辑

网络协议栈14：Connect函数分解之网卡发送/接收数据流程

摘要：链路层经过对数据包的优先级进行排队后，把本次需要发送的数据包从优先级最高的队列的头部抽取出来，并下传给网卡驱动程序的数据发送函数，一般命名为xxx_hard_xmit()，由于硬件各个不同，写法也会各个不同，无法抽象出一个标准的写法，但其流程、目的是不变的，是可以抽像出来的，大致的流程如下：1．通过设备结构体net_device中的tbusy(transmit busy)来判断网卡现在是否忙，如果等于1，表示网卡在忙，即目前仍然有数据在传输数据，此时是不能传输数据的，而是判断是否超时，如果未超时，则表示网卡正在忙，正在发送数据包，此时直接返回；如果是超时了，则重新初始化相关寄存器，之后设置 t 阅读全文

posted @ 2012-01-16 15:49 image eye 阅读(2037) 评论(0) 推荐(0) 编辑

网络协议栈13：Connect函数分解之链路层

摘要：Skb_buff数据包从IP层下传到链路层后，链路层开始对数据包进行处理首先，判断skb_buff数据包是不是不在skb_buff链表中，如果还在（即skb_buff->next!=NULL），则说明上面的处理有问题，代码要避开（人为的避开，代码还是有问题），即不能发送这个数据包，处理方式是，指定发送数据包的设备被指定为NULL，即数据包没有设备真实发送。第二步，判断是否已知下一跳的MAC地址，即skb->arp=1，如果不是，则需要调用arp_find来查找IP地址对应的MAC地址，如果找不到，则直接返回，不再进行发送。第三步，前面两步都正常了，则说明数据包正常，此时判断数据是否阅读全文

posted @ 2012-01-12 16:15 image eye 阅读(1038) 评论(0) 推荐(0) 编辑

网络协议栈12：Connect函数分解之IP层

摘要：Tcp层把数据从传输层下传到网络层，之后，网络层将对下传的数据进行处理。首先，要对下传的数据进行排列。经过TCP层的处理，现在的数据已经被放置到skb_buff结构体中的数据空间部分，TP层就要对这个skb_buff进行必要的排列，使得数据有个先来后到的顺序，从而达到公平。对skb_buff的排列，是通过skb_buff对应的sock结构体成员sock->send_tail , sock->send_head 和skb_buff->link3 这三个成员来完成的，大致的排列图示如下：当前sock的所有skb_buff结构体都被按照图 1 /2 /3 的方式插入到队列中，so 阅读全文

posted @ 2012-01-12 12:09 image eye 阅读(720) 评论(0) 推荐(0) 编辑

网络协议栈11：Connect函数分解之TCP层

摘要：Connect函数之分解1.首先，connect函数从参数获得远端的IP，把这个地址赋值给对应的sock结构体的对应变量，并设置了sock结构体中的一些其他变量后，首先分配（skb_buff+用户空间）大小内存，这两部分是通过调用kmalloc(sizeof(struct skb_buff)+size,priority)来分配的，分配后两个数据块是连续的地址；分配后的内存如下接下来，就是初始化这个刚刚分配好的skb_buff结构体的一些指针成员，之后，把整个数据空间的首地址返回给一个skb_buff指针，以后对skb结构体的操作，就通过这个指针来完成了。接着，把skb_buff跟sock关联起阅读全文

posted @ 2012-01-11 18:42 image eye 阅读(876) 评论(0) 推荐(0) 编辑

网络协议栈10：connect()函数之前之整体框图

摘要：Connect函数的执行流程，就是按照上图的顺序，一步一步的由各个协议层来封装或解封数据的而构成的，所以这些数据，都是在分配skb_buff这个结构体空间时加入的数据空间中，按照MAC/IP/TCP的先后顺序，把数据封装好，而不是按照TCP/IP/MAC的顺序来的，在connect中，系统会调用ip_send()的函数，返回MAC的数据，此时，有可能远端地址还没有知道（本地路由是否有记录），那么在数据即将发送之前，系统还会调用ARP协议，来解析地址并填充相应字段，如果ARP发送没有结果，就会调用ICMP协议还报告错误。创建完MAC首部之后，在把指针移动IP首部位置，填充IP地址，其中的IP数据阅读全文

posted @ 2012-01-09 11:32 image eye 阅读(962) 评论(0) 推荐(0) 编辑

网络协议栈9：connect()函数之前之skb_buff结构体

摘要：在使用socket函数创建套接字时，系统创建socket/sock两个结构体，用于本地数据的管理，组织，而这两个数据结构是不会被传送到网络上的，而真正被用来携带数据的结构体是skb_buff，系统在开辟skb_buff结构体空间时，同时把用户数据所需要的空间一起开辟了，也就是一次malloc(sizeof(struct skb_buff)+size)这么多空间，即skb_buff本身的大小，加上用户空间所需要的size大小的空间，由于malloc分配，所以这些空间时连续的一片空间的，也就是说skb_buff结构体数据结束后，接着就是用户的数据，因此，skb_buff结构体的最后成员unsign 阅读全文

posted @ 2012-01-09 10:35 image eye 阅读(1883) 评论(0) 推荐(0) 编辑

网络协议栈8：connect()函数之前之以太网首部

摘要：IP（网络层）下传的数据就传输到了链路层，对于我们常用的设备来说，这个层次最主要的设备，就是网卡了，完整的称号是以太网卡，因为网卡有多种格式的，而我们常见到的是以太网卡。以太网的首部如下：数据结构如下struct ethhdr { unsigned char h_dest[ETH_ALEN]; /*目标MAC地址*/ unsigned char h_source[ETH_ALEN]; /* 源MAC地址*/ unsigned short h_proto; /*帧中数据协议类型*/};其中成员h_proto可以使用的数据#define ETH_P_LOOP 0x0060 /* Ethernet 阅读全文

posted @ 2012-01-08 11:41 image eye 阅读(1300) 评论(0) 推荐(0) 编辑

网络协议栈7：connect()函数之前之IP

摘要：网络协议栈7：connect()函数之前之IPTcp的下一层，就是IP（internet protocol，网络协议），IP的结构图和结构体如下：Ip首部结构体struct iphdr {#if defined(LITTLE_ENDIAN_BITFIELD) __u8 ihl:4,/*首部长度*/ version:4;/*版本号，V4、V6*/#elif defined (BIG_ENDIAN_BITFIELD) __u8 version:4, ihl:4;#else#error "Please fix <asm/byteorder.h>"#endif __u8 阅读全文

posted @ 2012-01-08 11:01 image eye 阅读(768) 评论(0) 推荐(0) 编辑

网络协议栈6：connect()函数之前之TCP

摘要：从connect开始，就涉及到各种各样的协议了，目前先把TCP/IP协议理清。首先，先把TCP(transmit control protocol, 传输控制协议)的结构图跟结构体对上：#define HEADER_SIZE 64 /* maximum header size */struct tcphdr {/*tcp头部*//*发送端端口号：16 比特标识该数据包源端数据发送进程。*/ __u16 source;/*目的端端口号：16 比特标识该数据包目的端数据接收进程。*/ __u16 dest;/*序列号：32比特本端发送的数据包中所包含数据的第一个字节的序列号。*/ __u32 se 阅读全文

posted @ 2012-01-07 15:38 image eye 阅读(1227) 评论(0) 推荐(0) 编辑

网络协议栈5：connect()函数之前

摘要：我们的应用程序在调用了socket()函数,bind()函数之后，只是在本地创建了socket结构体，sock结构体，并把socket，sock这两个结构体跟I节点，文件句柄结合起来，在把socket创建时所指定的协议的操作集关联到sock结构体上，用于在socket指定了协议之后，使用这个操作集来完成相关的操作；之后的bind()函数则把本地的一个未被使用的端口号(一般大于1024，因为0~1024是知名端口号，保留下来做已知的特定用途，如端口号不是营养程序指定的，则查找空闲的端口号比较烦)，用于表示当前sock所属的进程，并把本地的IP跟绑定到sock上，用于表示数据将从哪里被发送到网络上阅读全文

posted @ 2012-01-07 09:56 image eye 阅读(816) 评论(0) 推荐(0) 编辑

网络协议栈4：bind()函数

摘要：正常的情况下，socket函数的调用，只要有足够的内存用于分配socket结构体，sock结构体，以及空闲的I节点和当前进程有空闲的文件表项，就会返回分配给当前进程分配此I节点的文件表项的序号，即文件句柄，通过这个文件句柄，可以找到对应的文件表项，通过文件表项可以找到对应的I节点，通过I节点可以找到socket套接字，通过套接字可以找到对以的sock结构体，而这个结构体就是我们数据的信使了，注意，只是信使哦。当应用程序调用socket创建完套接字后，一般情况下，接下来就会调用bind()函数来给这个socket绑定一个本地地址，即绑定一个IP地址，也即绑定一块网卡，即这个套接字的数据，就是从指阅读全文

posted @ 2012-01-05 20:11 image eye 阅读(1442) 评论(0) 推荐(0) 编辑

网络协议栈3：sock结构体

摘要：sock结构体是我们在网络编程中遇到的第一个庞大的结构体struct sock { struct options *opt;/*IP选项缓存于此处*/ volatile unsigned long wmem_alloc;/*当前写缓冲区大小，该值不可大于系统规定的最大值*/ volatile unsigned long rmem_alloc;/*当前读缓冲区大小，该值不可大于系统规定最大值*/ unsigned long write_seq;/* write_seq 表示应用程序下一次写数据时所对应的第一个字节的序列号*/ unsigned long sent_seq;/* sent_seq 阅读全文

posted @ 2012-01-05 16:43 image eye 阅读(3151) 评论(0) 推荐(1) 编辑

随笔分类 - 网络协议栈