Linux kernel下的IPv4
目录
会覆盖到的内容
- IPv4简介
- IPv4在内核的执行
- 发送和接收IPv4包
- 广播包
- IPv4转发
- 当发送的包大于MTU，需要对该包做分片(fragment)
- 组装之前分片的包
- 发送和接收IPv4包
IPv4简介
IPv4协议是今天互联网的核心协议之一，并且它路由了互联网的大部分流量。它在两台主机之间提供了端到端的连通性，并且具有转发包（路由）的功能。
IPV4头
每个IPv4包都以IP头开始，大小为20-60字节(bytes),一般来说都是20字节，除非ip options被使用，才可能到60字节。相比IPv6,其头大小固定是40字节。IPv4 header的结构如下图。
IP头之后就是传输层的头，紧接着就是需要传输的数据(payload)。
IPv4头包含了内核如何处理该包的信息，使用的协议，源/目的Ip地址，校验和，和为了分片的id，和ttl避免一个包被无止境的转发。这些信息存储在iphdr结构体中，该结构体定义在源码的include/uapi/linux/ip.h 下，该结构如下
struct iphdr {
#if defined(__LITTLE_ENDIAN_BITFIELD)
__u8 ihl:4, // Internet Header Length 表示header大小是多少(20-60 bytes)
version:4;
#elif defined (__BIG_ENDIAN_BITFIELD)
__u8 version:4,
ihl:4;
#else
#error "Please fix <asm/byteorder.h>"
#endif
__u8 tos; // type of server
__be16 tot_len; // total length, 包括头的总大小
__be16 id; // sk_buffer分片的包，其id都相同，组装依赖该字段
__be16 frag_off; // flags: high 3 bits(001 More fragments, set to all frags, except the last one, 010 Don't Fragment, 100 Congestion), flag_off: lower 13 bits
__u8 ttl; // time to live, each forwarding decreases the ttl by 1, when it reaches 0, the packet is discard
__u8 protocol; // L4 protocol of the package
__sum16 check;
__be32 saddr;
__be32 daddr;
/*The options start here.
注意只有前面的字段是必须的， options字段是可选的
*/
};接收IPv4包
接收函数位于net/ipv4/ip_input.c/ip_rcv,它会处理所有的IPv4包，包括多拨和广播