网络子系统46_ip协议数据帧的转发

//	ip协议数据转发
//		ip_forward以回调函数的形式，保存在skb->dst->input，skb->dst在ip_route_input路由封包时被设置
//	调用路径：ip_rcv->ip_rcv_finish->dst_input->(skb->dst->input)

//	函数的主要任务：
//		1.递减ttl
//		2.如果路由被重定向，则向发送方发送icmp重定向报文
//		2.如果有选项，通过ip_forward_options处理在转发时需要更新的选项
//		3.通过ip_output，将报文传递到ip发送路径上
1.1 int ip_forward(struct sk_buff *skb)
{
	struct iphdr *iph;	
	struct rtable *rt;	
	struct ip_options * opt	= &(IPCB(skb)->opt);//ip协议控制块，由ip_options_compile初始化

	//XFRM是 Linux 2.6 内核为安全处理引入的一个可扩展功能框架
	if (!xfrm4_policy_check(NULL, XFRM_POLICY_FWD, skb))
		goto drop;
	//
	if (IPCB(skb)->opt.router_alert && ip_call_ra_chain(skb))//对router alert选项的处理
		return NET_RX_SUCCESS;

	if (skb->pkt_type != PACKET_HOST)//重复检查，l2地址非本机，直接丢弃
		goto drop;

	skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;//需要软件重新计算校验和
	
	iph = skb->nh.iph;

	if (iph->ttl <= 1)//数据帧到期
                goto too_many_hops;
    //XFRM路由
	if (!xfrm4_route_forward(skb))
		goto drop;

	iph = skb->nh.iph;
	rt = (struct rtable*)skb->dst;
	//处理严源路由选项
	//	rt->rt_dst 目的ip地址
	//	rt->rt_gateway 当目的主机直连时，rt_gateway匹配目的地址，当需要通过网关到达目的地址时，rt_gateway设置为下一条网关
	//	skb->dst在ip_options_rcv_srr中，使用选项中指定的ip地址作为目标地址，通过路由查找，设置为第一个非本机ip的单播路由项
	if (opt->is_strictroute && rt->rt_dst != rt->rt_gateway)//由于是严源路由选项，因此下一跳地址，必须等于源路由选项中列出的地址
		goto sr_failed;

	if (skb_cow(skb, LL_RESERVED_SPACE(rt->u.dst.dev)+rt->u.dst.header_len))//检查skb是否被共享，如果被共享的话，拷贝一份，并在头部预留l3+l2
		goto drop;
	iph = skb->nh.iph;
	//递减跳数
	ip_decrease_ttl(iph);
	//RTCF_DOREDIRECT在ip_route_input_slow中被设置，表示ICMP_REDIRECT必须被送回源地址
	if (rt->rt_flags&RTCF_DOREDIRECT && !opt->srr)
		ip_rt_send_redirect(skb);

	skb->priority = rt_tos2priority(iph->tos);//通过tos字段计算skb在规则队列中的优先级

	return NF_HOOK(PF_INET, NF_IP_FORWARD, skb, skb->dev, rt->u.dst.dev,
		       ip_forward_finish);

sr_failed:

         icmp_send(skb, ICMP_DEST_UNREACH, ICMP_SR_FAILED, 0);
         goto drop;

too_many_hops:
        icmp_send(skb, ICMP_TIME_EXCEEDED, ICMP_EXC_TTL, 0);
drop:
	kfree_skb(skb);
	return NET_RX_DROP;
}

//	将转发数据传递到发送路径上

//	调用路径：ip_forward->netfilter hooks->ip_forward_finish
1.2 static inline int ip_forward_finish(struct sk_buff *skb)
{
	struct ip_options * opt	= &(IPCB(skb)->opt);

	IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_OUTFORWDATAGRAMS);

	if (unlikely(opt->optlen))
		ip_forward_options(skb);//处理宽松路由选项和time stamp选项

	return dst_output(skb);//调用ip_output
}
//	数据转发时更新的选项
//		1.record route选项
//		2.源路由选项
//		3.time stamp选项
1.3 void ip_forward_options(struct sk_buff *skb)
{
	struct   ip_options * opt	= &(IPCB(skb)->opt);
	unsigned char * optptr;
	struct rtable *rt = (struct rtable*)skb->dst;
	unsigned char *raw = skb->nh.raw;
	//record route选项
	if (opt->rr_needaddr) {//说明为出口skb，因为入口skb在ip_options_compile已经被使用首选源地址填写
		optptr = (unsigned char *)raw + opt->rr;
		ip_rt_get_source(&optptr[optptr[2]-5], rt);
		opt->is_changed = 1;
	}
	if (opt->srr_is_hit) {//表示在源路由选项列表中，有可用的下一跳ip地址
		int srrptr, srrspace;

		optptr = raw + opt->srr;

		for ( srrptr=optptr[2], srrspace = optptr[1];
		     srrptr <= srrspace;
		     srrptr += 4
		     ) {
			if (srrptr + 3 > srrspace)
				break;
			if (memcmp(&rt->rt_dst, &optptr[srrptr-1], 4) == 0)//下一跳地址在源路由地址列表中
				break;
		}
		if (srrptr + 3 <= srrspace) {//表示下一跳在源路由地址列表中
			opt->is_changed = 1;
			ip_rt_get_source(&optptr[srrptr-1], rt);
			skb->nh.iph->daddr = rt->rt_dst;//更新目的地址为下一跳的地址
			optptr[2] = srrptr+4;//更新选项的ptr[2]指针到下一跳
		} else if (net_ratelimit())
			printk(KERN_CRIT "ip_forward(): Argh! Destination lost!\n");
		if (opt->ts_needaddr) {
			optptr = raw + opt->ts;
			ip_rt_get_source(&optptr[optptr[2]-9], rt);
			opt->is_changed = 1;
		}
	}
	if (opt->is_changed) {
		opt->is_changed = 0;
		ip_send_check(skb->nh.iph);//计算ip校验和
	}
}