实例解析：Linux操作系统的TCP/IP协议栈

分析tcp_v4_init,这个函数在net/ipv4/tcp_ipv4.c里面:

__initfunc(voidtcp_v4_init(structnet_PRoto_family*ops))
{
interr;
tcp_inode.i_mode=S_IfsoCK;
tcp_inode.i_sock=1;
tcp_inode.i_uid=0;
tcp_inode.i_gid=0;
tcp_socket->inode=&tcp_inode;
tcp_socket->state=SS_UNCONNECTED;
tcp_socket->type=SOCK_RAW;
if((err=ops->create(tcp_socket,IPPROTO_TCP))<0)
panic("FailedtocreatetheTCPcontrolsocket.\n");
tcp_socket->sk->allocation=GFP_ATOMIC;
tcp_socket->sk->num=256;
tcp_socket->sk->ip_ttl=MAXTTL;
}

tcp_inode当然就是一个inode节点了,而tcp_socket等于tcp_inode.u.socket_i,通过一个指针他们指向同一个内存.tcp_socket是用来通信使用的,可以叫TCP的controlsocket或者是communication

socket,当TCP通信没有相应的socket的时候这个socket就充当了socket的角色.比如在一个关闭端口上收到SYN时发送RST,或者是在三次握手的时候发送SYN(还没有accept产生新的socket)

值得注意的是ops->create函数的调用,我们前面见过对于AF_INET来说这个回调函数是net/ipv4/af_inet.c的inet_create函数,这个函数是用来创建一个socket的时候用的,由于函数比较长,这里先略过分析,这第一次的分析只是一个大致流程的熟悉而已.

由于有socket创建和通信,所以这段代码是协议相关的,所以把这段代码从原来的tcp.c里面提取了出来

下面是tcp_init函数,它在net/ipv4/tcp.c里面,大体上来说就是创建了几个hash表和bucket.这段代码创建了下面几个全局对象:

tcp_openreq_cachep
tcp_bucket_cachep
tcp_timewait_cachep
tcp_ehash
tcp_bhash

其中ehash代表establishedhash,bhash代表bindhash,它们当然分别是所有的满足TCP_ESTABLISHED<=sk->state

再下来就是icmp_init函数了,在net/ipv4/icmp.c里面,事实上,如果把tcp_v4_init里面的IPPROTO_TCP替换成IPPROTO_ICMP,基本都是一样的.剩下的proc_net_register函数前面已经讲过了,这里就不说了.

到这里为止,linux下面IP栈的开始的工作我们基本应该有了个了解,其中有几个关键的函数:

dev_add_pack:注册一个链路层以上的处理函数,一般是用来使用新的网络层协议的,不过如果注册时重复也是可以的,这时候系统会设置一个copy位.如果是ETH_P_ALL则会接收所有的数据包.加入的元素保存在ptype_all链表和ptype_basehash链表中间.

inet_add_protocol:注册一个建立在IP层以上的协议,例如TCP和UDP等

proc_net_register(还有类似的proc_register):

在/proc/net目录下面创建一个子目录项来使管理者能通过文件系统得到统计信息

现在迷惑的地方还有很多,一个是结构体sk_buff的每个成员的意义,一个是结构体sock的意义,不过这两个问题应该在以后看多了就知道了.下面我就打算一个个分析每个协议的处理了,包括状态转化/数据发送/接收。