基于内核4.14.5
目的是了解veth的数据包转发流程，了解classid是在何处被丢弃的
1. 使用方法
//使用veth
//1.创建两块虚拟网卡veth1、veth2，然后点对点连接，此后两块网卡的数据会互相发送到对方
$ ip link add veth1 type veth peer name veth2
//2.创建网络命名空间t1
$ ip netns add t1
//3.将veth0加入t1，此时veth1便看不到了，因为被加入到其他命名空间中了
$ ip link set veth1 netns t1
//4.配置veth1的ip地址
$ ip netns exec t1 ifconfig veth1 192.168.1.200/24
//5.设置t1网络的默认路由
$ ip netns exec t1 route add default gw 192.168.1.1
//6.此时将veth2加入本地网桥中，便可以实现veth1在t1中访问外部网络了，过程略，可参考docker中的网络配置步骤
2. 源码分析
源码位于drivers\net\veth.c
2.1 向ip link注册服务
static __init int veth_init(void)
{
return rtnl_link_register(&veth_link_ops);
}
其中veth_link_ops是与ip link一一对应的
static struct rtnl_link_ops veth_link_ops = {
.kind = DRV_NAME,
.priv_size = sizeof(struct veth_priv),
.setup = veth_setup,
.validate = veth_validate,
.newlink = veth_newlink,
.dellink = veth_dellink,
.policy = veth_policy,
.maxtype = VETH_INFO_MAX,
.get_link_net = veth_get_link_net,
};
2.2 新加入一条veth链接
static int veth_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[],
struct netlink_ext_ack *extack)
{
int err;
struct net_device *peer;
struct veth_priv *priv;
char ifname[IFNAMSIZ];
struct nlattr *peer_tb[IFLA_MAX + 1], **tbp;
unsigned char name_assign_type;
struct ifinfomsg *ifmp;
struct net *net;
//首先创建并注册peer
...
//创建peer
peer = rtnl_create_link(net, ifname, name_assign_type,
&veth_link_ops, tbp);
...
//注册peer
err = register_netdevice(peer);
...
//互相将peer保存到private中，在xmit的时候使用
priv = netdev_priv(dev);
rcu_assign_pointer(priv->peer, peer);
priv = netdev_priv(peer);
rcu_assign_pointer(priv->peer, dev);
return 0;
}
上面的代码中涉及到了netdev_priv()，返回的是net设备的private数据，现在来看看这个数据是什么，根据参考2。
而根据veth_newlink()可以找到，veth的private数据被映射为veth_priv结构体。
struct veth_priv {
struct net_device __rcu *peer;
atomic64_t dropped;
unsigned requested_headroom;
};
因此上面代码中priv = netdev_priv(dev)就是将dev的私有数据映射为一个veth_priv结构体，再把这个结构体的peer设为新生成的peer。同理对priv = netdev_priv(peer)将新生成的peer的peer设为dev。
2.3 初始化并启动veth设备
static void veth_setup(struct net_device *dev)
{
//以太网设备的通用初始化
ether_setup(dev);
dev->priv_flags &= ~IFF_TX_SKB_SHARING;
dev->priv_flags |= IFF_LIVE_ADDR_CHANGE;
dev->priv_flags |= IFF_NO_QUEUE;
dev->priv_flags |= IFF_PHONY_HEADROOM;
//veth的操作列表，其中包括veth的发送函数veth_xmit
dev->netdev_ops = &veth_netdev_ops;
dev->ethtool_ops = &veth_ethtool_ops;
dev->features |= NETIF_F_LLTX;
dev->features |= VETH_FEATURES;
dev->vlan_features = dev->features &
~(NETIF_F_HW_VLAN_CTAG_TX |
NETIF_F_HW_VLAN_STAG_TX |
NETIF_F_HW_VLAN_CTAG_RX |
NETIF_F_HW_VLAN_STAG_RX);
dev->needs_free_netdev = true;
dev->priv_destructor = veth_dev_free;
dev->max_mtu = ETH_MAX_MTU;
dev->hw_features = VETH_FEATURES;
dev->hw_enc_features = VETH_FEATURES;
dev->mpls_features = NETIF_F_HW_CSUM | NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
}
2.4 通过veth发送skb
static netdev_tx_t veth_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
{
//获取veth的私有数据
struct veth_priv *priv = netdev_priv(dev);
struct net_device *rcv;
int length = skb->len;
rcu_read_lock();
//获得dev的peer
rcv = rcu_dereference(priv->peer);
//如果dev的peer为空，则将该数据包丢弃
if (unlikely(!rcv)) {
kfree_skb(skb);
goto drop;
}
//调用dev_forward_skb向该veth的peer发送数据包
if (likely(dev_forward_skb(rcv, skb) == NET_RX_SUCCESS)) {
//如果发送成功，则更新veth的数据包统计
struct pcpu_vstats *stats = this_cpu_ptr(dev->vstats);
u64_stats_update_begin(&stats->syncp);
stats->bytes += length;
stats->packets++;
u64_stats_update_end(&stats->syncp);
} else {
drop:
atomic64_inc(&priv->dropped);
}
rcu_read_unlock();
return NETDEV_TX_OK;
}
以上代码涉及到了rcu机制，可以阅读参考3来了解
- 1.宽期限（rcu_read_lock()、rcu_read_unlock()、synchronize_rcu()）
- 2.订阅—发布机制（rcu_assign_pointer()、rcu_dereference()）
- 3.数据读取的完整性。
从代码中看到，veth_xmit()调用了dev_forward_skb(rcv, skb)将数据包发送给veth peer，这部分将在study18. dev_forward_skb分析中继续分析。