ip层数据包处理场景如下：
网络层处理数据包文时需要和路由表以及邻居系统打交道。输入数据时，提供输入接口给链路层调用，并调用传输层的输入接口将数据输入到传输层。
在输出数据时，提供输出接口给传输层，并调用链路层的输出接口将数据输出到链路层。在输入输出数据时，需要查找路由表 通过netfiler处理等操作。
一、ip数据报文输入 ip_rcv &ip_rcv_finish &ip_rcv_finish2
1、在inet_init中注册了类型为ETH_P_IP协议的数据包的回调ip_rcv
2、ip_rcv处理完成后交给 NETFILTER(PRE-ROUTING)过滤，再上递给 ip_rcv_finish(),
3、ip_rcv_finish根据 skb 包中的路由信息，决定这个数据包是转发还是上交给本机，由此产生两条路径，一为 ip_local_deliver()，另一个为ip_forward()
4、ip_local_deliver它首先检查这个包是否是一个分 片 包 ， 如 果 是 ， 它 要 调 动 ip_defrag() 将 分 片 重 装 ， 然 后 再 次 将 包 将 给 NETFILTER（LOCAL_IN）过滤后，
再由 ip_local_deliver_finish()将数据上传到 L4 层，这样就完成了 IP 层的处理；它负责将数据上传
5、ip_forward()，它负责将数据转发，经由 NETFILTER（FORWARD）过滤后将给 ip_forward_finish()，然后调用 dst_output()将数据包发送出去。
/* * Main IP Receive routine. */ int ip_rcv(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev, struct packet_type *pt, struct net_device *orig_dev) { const struct iphdr *iph; struct net *net; u32 len; /* When the interface is in promisc. mode, drop all the crap * that it receives, do not try to analyse it. */ /*数据包不是发给我们的,这里所说的“不属于”这个主机， 是指在这个包目标主机的MAC地址不是本机，而不是L3层的ip地址*/ if (skb->pkt_type == PACKET_OTHERHOST) goto drop; net = dev_net(dev); __IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_IN, skb->len); skb = skb_share_check(skb, GFP_ATOMIC); if (!skb) { __IP_INC_STATS(net, IPSTATS_MIB_INDISCARDS); goto out; } if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct iphdr))) goto inhdr_error; iph = ip_hdr(skb); /* * RFC1122: 3.2.1.2 MUST silently discard any IP frame that fails the checksum. * * Is the datagram acceptable? * * 1. Length at least the size of an ip header * 2. Version of 4 * 3. Checksums correctly. [Speed optimisation for later, skip loopback checksums] * 4. Doesn't have a bogus length */ if (iph->ihl < 5 || iph->version != 4) goto inhdr_error; BUILD_BUG_ON(IPSTATS_MIB_ECT1PKTS != IPSTATS_MIB_NOECTPKTS + INET_ECN_ECT_1); BUILD_BUG_ON(IPSTATS_MIB_ECT0PKTS != IPSTATS_MIB_NOECTPKTS + INET_ECN_ECT_0); BUILD_BUG_ON(IPSTATS_MIB_CEPKTS != IPSTATS_MIB_NOECTPKTS + INET_ECN_CE); __IP_ADD_STATS(net, IPSTATS_MIB_NOECTPKTS + (iph->tos & INET_ECN_MASK), max_t(unsigned short, 1, skb_shinfo(skb)->gso_segs)); /* 对数据报的头长度进行检查 iph->ihl*4是20，是首部最长的长度, 此语句是说如果头部长度不能pull，则error */ if (!pskb_may_pull(skb, iph->ihl*4)) goto inhdr_error; iph = ip_hdr(skb); /* 校验和错误 */ if (unlikely(ip_fast_csum((u8 *)iph, iph->ihl))) goto csum_error; /* 取总长度 */ len = ntohs(iph->tot_len); if (skb->len < len) { __IP_INC_STATS(net, IPSTATS_MIB_INTRUNCATEDPKTS); goto drop; } else if (len < (iph->ihl*4)) goto inhdr_error; /* Our transport medium may have padded the buffer out. Now we know it * is IP we can trim to the true length of the frame. * Note this now means skb->len holds ntohs(iph->tot_len). */ /* 设置总长度为ip包的长度//根据ip包总长度， 重新计算skb的长度，去掉末尾的无用信息 */ if (pskb_trim_rcsum(skb, len)) { __IP_INC_STATS(net, IPSTATS_MIB_INDISCARDS); goto drop; } /*获取传输层的头部*/ skb->transport_header = skb->network_header + iph->ihl*4; /* Remove any debris in the socket control block */ //这里面后面会存ip填充信息 memset(IPCB(skb), 0, sizeof(struct inet_skb_parm)); IPCB(skb)->iif = skb->skb_iif; /* 保存输入设备信息 */ /* Must drop socket now because of tproxy. */ skb_orphan(skb); /* * 最后通过netfilter模块处理后，调用ip_rcv_finish() * 完成IP数据包的输入。 */ return NF_HOOK(NFPROTO_IPV4, NF_INET_PRE_ROUTING, net, NULL, skb, dev, NULL, ip_rcv_finish);//hook 在nf_register_hooks注册 csum_error: __IP_INC_STATS(net, IPSTATS_MIB_CSUMERRORS); inhdr_error: __IP_INC_STATS(net, IPSTATS_MIB_INHDRERRORS); drop: kfree_skb(skb); out: return NET_RX_DROP; }
ip_rcv_finish()在ip_rcv()中当IP数据包经过netfilter模块 处理后被调用。完成的主要功能是，如 还没有为该数据包查找输入路由缓存，则 调用ip_route_input()为其查找输入路由缓存。
接着处理IP数据包首部中的选项，最后 根据输入路由缓存输入到本地或转发。
/* * ip_rcv_finish()在ip_rcv()中当IP数据包经过netfilter模块 * 处理后被调用。完成的主要功能是，如果 * 还没有为该数据包查找输入路由缓存，则 * 调用ip_route_input()为其查找输入路由缓存。 * 接着处理IP数据包首部中的选项，最后 * 根据输入路由缓存输入到本地或转发发。 */ static int ip_rcv_finish(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb) { const struct iphdr *iph = ip_hdr(skb); struct rtable *rt; /* if ingress device is enslaved to an L3 master device pass the * skb to its handler for processing */ skb = l3mdev_ip_rcv(skb); if (!skb) return NET_RX_SUCCESS; /* 启用了early_demux skb路由缓存为空 skb的sock为空 不是分片包 */ if (net->ipv4.sysctl_ip_early_demux && !skb_dst(skb) && !skb->sk && !ip_is_fragment(iph)) { const struct net_protocol *ipprot; int protocol = iph->protocol; /* 找到上层协议 */ /* 获取协议对应的prot */ ipprot = rcu_dereference(inet_protos[protocol]); /* 找到early_demux函数，如tcp_v4_early_demux */ if (ipprot && ipprot->early_demux) { /* 调用该函数，将路由信息缓存到skb->refdst */ ipprot->early_demux(skb); /* must reload iph, skb->head might have changed */ /* 重新取ip头 */ iph = ip_hdr(skb); } } /* * Initialise the virtual path cache for the packet. It describes * how the packet travels inside Linux networking. */ /* * 如果还没有为该数据包查找输入路由缓存， * 则调用ip_route_input_noref()为其查找输入路由缓存。 * 若查找失败，则将该数据包丢弃。 */ if (!skb_valid_dst(skb)) { int err = ip_route_input_noref(skb, iph->daddr, iph->saddr, iph->tos, skb->dev); if (unlikely(err)) { if (err == -EXDEV) __NET_INC_STATS(net, LINUX_MIB_IPRPFILTER); goto drop; } } #ifdef CONFIG_IP_ROUTE_CLASSID if (unlikely(skb_dst(skb)->tclassid)) { struct ip_rt_acct *st = this_cpu_ptr(ip_rt_acct); u32 idx = skb_dst(skb)->tclassid; st[idx&0xFF].o_packets++; st[idx&0xFF].o_bytes += skb->len; st[(idx>>16)&0xFF].i_packets++; st[(idx>>16)&0xFF].i_bytes += skb->len; } #endif /* * 根据长度判断IP首部中是否存在选项，如果有， * 则调用ip_rcv_options()处理IP选项。 */ if (iph->ihl > 5 && ip_rcv_options(skb)) goto drop; /* * 最后根据输入路由缓存决定输入到本地或 * 转发，最终前者调用ip_local_deliver()，后者调用 * ip_forward()。 * 对于输入到本地或转发的组播报文，在经过netfilter处理 * 之后会调用ip_rcv_finish()正式进入输入的处理。先调用 * ip_route_input()进行输入路由的查询，如果发现目的地址 * 为组播地址，就会按照组播地址的规则查找路由，查找 * 到组播的输入路由后，组播报文接收处理函数为ip_mr_input()。 */ rt = skb_rtable(skb); if (rt->rt_type == RTN_MULTICAST) { __IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_INMCAST, skb->len); } else if (rt->rt_type == RTN_BROADCAST) { __IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_INBCAST, skb->len); } else if (skb->pkt_type == PACKET_BROADCAST || skb->pkt_type == PACKET_MULTICAST) { struct in_device *in_dev = __in_dev_get_rcu(skb->dev); /* RFC 1122 3.3.6: * * When a host sends a datagram to a link-layer broadcast * address, the IP destination address MUST be a legal IP * broadcast or IP multicast address. * * A host SHOULD silently discard a datagram that is received * via a link-layer broadcast (see Section 2.4) but does not * specify an IP multicast or broadcast destination address. * * This doesn't explicitly say L2 *broadcast*, but broadcast is * in a way a form of multicast and the most common use case for * this is 802.11 protecting against cross-station spoofing (the * so-called "hole-196" attack) so do it for both. */ if (in_dev && IN_DEV_ORCONF(in_dev, DROP_UNICAST_IN_L2_MULTICAST)) goto drop; } /* 调用路由项的input函数，可能为ip_local_deliver或者ip_forward */ return dst_input(skb); drop: kfree_skb(skb); return NET_RX_DROP; }