深入理解Linux网络技术内幕——读书笔记(2) 关键数据结构

一. sk_buff

Linux网络协议栈中主要的缓存类型。定义在include/linux/skbuff.h中，它是一个双向链表的数据结构。它的字段和函数主要分为四大类：

1. 布局字段：与整个sk_buff链表结构相关的字段

2. 通用信息字段：

3. 特性相关字段：

4. 管理功能函数：

二. sk_buff布局字段

为了很快地找到sk_buff链表中的表头，每个链表中都有一个这样的字段：

struct sk_buff_head     *list;

这个域是指向sk_buff链表头的指针。

struct sk_buff_head {
         /* These two members must be first. */
         struct sk_buff  *next;
         struct sk_buff  *prev;
 
         __u32           qlen;
         spinlock_t      lock;
};

其中qlen为链表长度，lock是与链表管理相关的字段

整个链表的结构如下：

其他字段如下：

struct sock *sk;  L4需要的字段，存储与之相关的socket信息，在其他层该字段为NULL

unsigned int len; buffer中数据的长度，包括head->next指向的主长度和分片长度

unsigned int data_len; 不同于上，该字段只指分片数据的长度

unsigned int mac_len; mac头部长度

atomic_t users; 引用计数，防止在有其他程序引用该buffer时被释放

unsigned int truesize; 表示buffer的所有长度，包括sk_buff结构自身的长度

unsigned char *head; unsigned char *end; unsigned char *data; unsigned char *tail; 这四个指针功能如下

void (*destructor)(...) 当buff被释放时，函数指针可以进行某些工作

三. 通用信息字段

struct timeval stamp; 报文接收的时间

struct net_device *dev; 根据接收到了包或者是要发送包，该指针指向的设备所扮演的角色不同

struct net_device *input_dev; 包是从哪个设备接收的

struct net_device *real_dev; 对于虚拟设备这个字段才是有意义的

union {...} h; union {...} nh; union {...} mac h是L4的头部，nh是L3的头部，mac是L2的头部。在包向上或者向下传递过程中，这些域会被依次有序地设置

struct dst_entry dst; 路由相关的字段

char cb[40]; 存放每层私有的控制数据

unsigned int csum; unsigned char ip_summed 检验和相关状态的字段

unsigned char cloned; 是否是从别的buffer复制过来的

unsigned char pkt_type; 报文类型，详见include/linux/if_packet.h

 

四. 特性相关字段

如果希望为Linux内核配置额外支持防火墙或者QoS的功能，那么就需要在配置文件中配置相关信息，以便在编译阶段把特性相关的字段引入到sk_buff中

五. 管理函数