版本：Linux 2.4.18
一、调用 在src/net/core/dev.c的软中断函数static void net_rx_action(struct softirq_action *h)中： line 1479
#if defined(CONFIG_BRIDGE) || defined(CONFIG_BRIDGE_MODULE) if (skb->dev->br_port != NULL && br_handle_frame_hook != NULL) { handle_bridge(skb, pt_prev); dev_put(rx_dev); continue; } #endif 如果定义了网桥或网桥模块，则由handle_bridge函数处理 skb->dev->br_port ：接收该数据包的端口是网桥端口组的一员 br_handle_frame_hook ：定义了网桥处理函数
二、初始化 src/net/bridge/br.c： static int __init br_init(void) { printk(KERN_INFO "NET4: Ethernet Bridge 008 for NET4.0\n";
br_handle_frame_hook = br_handle_frame; br_ioctl_hook = br_ioctl_deviceless_stub; #if defined(CONFIG_ATM_LANE) || defined(CONFIG_ATM_LANE_MODULE) br_fdb_get_hook = br_fdb_get; br_fdb_put_hook = br_fdb_put; #endif register_netdevice_notifier(&br_device_notifier);
return 0; } 初始化函数指明了网桥的处理函数是br_handle_frame ioctl处理函数是：br_ioctl_deviceless_stub
三、br_handle_frame(br_input.c) /*网桥处理函数*/ void br_handle_frame(struct sk_buff *skb) { struct net_bridge *br; unsigned char *dest; struct net_bridge_port *p;
/*获取目的MAC地址*/ dest = skb->mac.ethernet->h_dest;
/*skb->dev->br_port用于指定接收该数据包的端口，若不是属于网桥的端口，则为NULL*/ p = skb->dev->br_port; if (p == NULL) /*端口不是网桥组端口中*/ goto err_nolock;
/*本端口所属的网桥组*/ br = p->br; /*加锁，因为在转发中需要读CAM表，所以必须加读锁，避免在这个过程中另外的内核控制路径(如多处理机上另外一个CPU上的系统调用)修改CAM表*/ read_lock(&br->lock); if (skb->dev->br_port == NULL) /*前面判断过的*/ goto err; /*br->dev是网桥的虚拟网卡，如果它未UP，或网桥DISABLED,p->state实际上是桥的当前端口的STP计算判断后的状态*/ if (!(br->dev.flags & IFF_UP) || p->state == BR_STATE_DISABLED) goto err; /*源MAC地址为255.X.X.X，即源MAC是多播或广播，丢弃之*/ if (skb->mac.ethernet->h_source[0] & 1) goto err;
/*众所周之，网桥之所以是网桥，比HUB更智能，是因为它有一个MAC-PORT的表，这样转发数据就不用广播，而查表定端口就可以了 每次收到一个包，网桥都会学习其来源MAC，添加进这个表。Linux中这个表叫CAM表(这个名字是其它资料上看的)。 如果桥的状态是LEARNING或FORWARDING(学习或转发)，则学习该包的源地址skb->mac.ethernet->h_source， 将其添加到CAM表中，如果已经存在于表中了，则更新定时器，br_fdb_insert完成了这一过程*/ if (p->state == BR_STATE_LEARNING || p->state == BR_STATE_FORWARDING) br_fdb_insert(br, p, skb->mac.ethernet->h_source, 0); /*STP协议的BPDU包的目的MAC采用的是多播目标MAC地址：从01-80-c2-00-00-00（Bridge_group_addr：网桥组多播地址）开始 所以这里是如果开启了STP，而当前数据包又是一个BPDU (!memcmp(dest, bridge_ula, 5)， unsigned char bridge_ula[6] = { 0x01, 0x80, 0xc2, 0x00, 0x00, 0x00 }， 则交由相应函数处理*/ if (br->stp_enabled && /*这里只比较前5个字节，没有仔细研究过STP是使用了全部多播地址（从0 1 : 0 0 : 5 e : 0 0 : 0 0 : 0 0到0 1 : 0 0 : 5 e : 7 f : ff : ff。），还是只使用了一部份，这里看来似乎只是一部份，没去深究了*/ !memcmp(dest, bridge_ula, 5) && !(dest[5] & 0xF0)) /*01-80-c2-00-00-F0 是一个什么地址？为什么要判断呢？*/ goto handle_special_frame; /*处理钩子函数，然后转交br_handle_frame_finish函数继续处理*/ if (p->state == BR_STATE_FORWARDING) { NF_HOOK(PF_BRIDGE, NF_BR_PRE_ROUTING, skb, skb->dev, NULL, br_handle_frame_finish); read_unlock(&br->lock); return; }
err: read_unlock(&br->lock); err_nolock: kfree_skb(skb); return;
handle_special_frame: if (!dest[5]) { br_stp_handle_bpdu(skb); return; }
kfree_skb(skb); }
四、br_handle_frame_finish
static int br_handle_frame_finish(struct sk_buff *skb) { struct net_bridge *br; unsigned char *dest; struct net_bridge_fdb_entry *dst; struct net_bridge_port *p; int passedup;
/*前面基本相同*/ dest = skb->mac.ethernet->h_dest;
p = skb->dev->br_port; if (p == NULL) goto err_nolock;
br = p->br; read_lock(&br->lock); if (skb->dev->br_port == NULL) goto err;
passedup = 0; /*如果网桥的虚拟网卡处于混杂模式，那么每个接收到的数据包都需要克隆一份 送到AF_PACKET协议处理体(网络软中断函数net_rx_action中ptype_all链的处理)。*/ if (br->dev.flags & IFF_PROMISC) { struct sk_buff *skb2;
skb2 = skb_clone(skb, GFP_ATOMIC); if (skb2 != NULL) { passedup = 1; br_pass_frame_up(br, skb2); } }
/*目的MAC为广播或多播，则需要向本机的上层协议栈传送这个数据包，这里有一个标志变量passedup 用于表示是否传送过了，如果已传送过，那就算了*/ if (dest[0] & 1) { br_flood_forward(br, skb, !passedup); if (!passedup) br_pass_frame_up(br, skb); goto out; } /*Linux中的MAC-PORT表是CAM表，这里根据目的地址来查表，以确定由哪个接口把包转发出去 每一个表项是通过结构struct net_bridge_fdb_entry来描述的： struct net_bridge_fdb_entry { struct net_bridge_fdb_entry *next_hash; //用于CAM表连接的链表指针 struct net_bridge_fdb_entry **pprev_hash; //为什么是pprev不是prev呢？还没有仔细去研究 atomic_t use_count; //此项当前的引用计数器 mac_addr addr; //MAC地址 struct net_bridge_port *dst; //此项所对应的物理端口 unsigned long ageing_timer; //处理MAC超时 unsigned is_local:1; //是否是本机的MAC地址 unsigned is_static:1; //是否是静态MAC地址 };*/ dst = br_fdb_get(br, dest); /*查询CAM表后，如果能够找到表项，并且目的MAC是到本机的虚拟网卡的，那么就需要把这个包提交给上层协议， 这样，我们就可以通过这个虚拟网卡的地址来远程管理网桥了*/ if (dst != NULL && dst->is_local) { if (!passedup) br_pass_frame_up(br, skb); else kfree_skb(skb); br_fdb_put(dst); goto out; } /*查到表了，且不是本地虚拟网卡的，转发之*/ if (dst != NULL) { br_forward(dst->dst, skb); br_fdb_put(dst); goto out; }
/*如果表里边查不到，那么只好学习学习HUB了……*/ br_flood_forward(br, skb, 0);
out: read_unlock(&br->lock); return 0;
err: read_unlock(&br->lock); err_nolock: kfree_skb(skb); return 0; }
基本框架就是这样了，与那些讲网桥原理的书上讲的基本差不多…… 网桥之所以是网桥，主要靠这两个函数： br_fdb_insert br_fdb_get 一个学习，一个查表； 另外，支持STP，处理BPDU，需要用到函数br_stp_handle_bpdu 哪位有这三个函数的细节分析，可否送九贱一份，免得下午那么辛苦再去啃代码……
扫了一下 br_fdb_insert，结构还是很清析，如果当前项已存在于hash表项中，则更新它（__fdb_possibly_replace），如果是新项，则插入，实际是一个双向链表的维护过程（__hash_link）：
void br_fdb_insert(struct net_bridge *br, struct net_bridge_port *source, unsigned char *addr, int is_local) { struct net_bridge_fdb_entry *fdb; int hash;
hash = br_mac_hash(addr);
write_lock_bh(&br->hash_lock); fdb = br->hash[hash]; while (fdb != NULL) { if (!fdb->is_local && !memcmp(fdb->addr.addr, addr, ETH_ALEN)) { __fdb_possibly_replace(fdb, source, is_local); write_unlock_bh(&br->hash_lock); return; }
fdb = fdb->next_hash; }
fdb = kmalloc(sizeof(*fdb), GFP_ATOMIC); if (fdb == NULL) { write_unlock_bh(&br->hash_lock); return; }
memcpy(fdb->addr.addr, addr, ETH_ALEN); atomic_set(&fdb->use_count, 1); fdb->dst = source; fdb->is_local = is_local; fdb->is_static = is_local; fdb->ageing_timer = jiffies;
__hash_link(br, fdb, hash);
write_unlock_bh(&br->hash_lock); }
同样，查表也是一个遍历链表，进行地址匹配的过程： struct net_bridge_fdb_entry *br_fdb_get(struct net_bridge *br, unsigned char *addr) { struct net_bridge_fdb_entry *fdb;
read_lock_bh(&br->hash_lock); fdb = br->hash[br_mac_hash(addr)]; while (fdb != NULL) { if (!memcmp(fdb->addr.addr, addr, ETH_ALEN)) { if (!has_expired(br, fdb)) { atomic_inc(&fdb->use_count); read_unlock_bh(&br->hash_lock); return fdb; }
read_unlock_bh(&br->hash_lock); return NULL; }
fdb = fdb->next_hash; }
read_unlock_bh(&br->hash_lock); return NULL; } 我没有更精彩的了内容了，只是本着处理我遇到问题的思路来看一个实现而已，发贴的目的是希望研究这块的牛人写出更精彩的文章，吾辈好学习一二……
又看了一个函数，继续发上来： STP的处理函数 /* called under bridge lock */ void br_stp_handle_bpdu(struct sk_buff *skb) { unsigned char *buf; struct net_bridge_port *p;
/*跳过DLC首部*/ buf = skb->mac.raw + 14; p = skb->dev->br_port; /*再次做判断*/ if (!p->br->stp_enabled || memcmp(buf, header, 6)) { kfree_skb(skb); return; } /*BPDU包有两类，由TYPE字段标志，分为配置和TCN(Topology Change Notification，拓朴改变通告)*/ /*如果是配置类型*/ if (buf[6] == BPDU_TYPE_CONFIG) { /*内核中用struct br_config_bpdu描述一个BPDU包： struct br_config_bpdu { unsigned topology_change:1; //拓朴改变标志 unsigned topology_change_ack:1; //拓朴改变回应标志 bridge_id root; //根ID，用于会聚后的网桥网络中，所有配置 BPDU 中的该字段都应该具有相同值（同VLAN），又可分为两个 BID 子字段：网桥优先级和网桥 MAC 地址 int root_path_cost; //路径开销，通向有根网桥（Root Bridge）的所有链路的积累资本 bridge_id bridge_id; //创建当前 BPDU 的网桥 BID。对于单交换机（单个 VLAN）发送的所有 BPDU 而言，该字段值都相同，而对于交换机与交换机之间发送的 BPDU 而言，该字段值不同） port_id port_id; //端口ID，每个端口值都是唯一的。端口1/1值为0×8001，而端口1/2 值为0×8002。 int message_age; //记录 Root Bridge 生成当前 BPDU 起源信息的所消耗时间 int max_age; //保存 BPDU 的最长时间，也反映了拓朴变化通知（Topology Change Notification）过程中的网桥表生存时间情况 int hello_time; //指周期性配置 BPDU 间的时间 int forward_delay; //用于在 Listening 和 Learning 状态的时间，也反映了拓朴变化通知（Topology Change Notification）过程中的时间情况 }; 在这个结构中，bpdu包的三个字段没有包含在内： Protocol ID ― 协议字段，恒为0。 Version ― 版本字段，恒为0。 Type ― 决定该帧中所包含的两种 BPDU 格式类型（配置 BPDU 或 TCN BPDU）。 上面用buf[6]直接访问了，这是 因为bpdu之前，还有三个字节的LLC头，再加上ProtocolID(2字节)，VersionID(1字节)，3+2+1，所以是buf[6] 这是标准的802.3封包方式，与以太网封包略有不同，参见《tcp/ip详解卷一》第二章的第二页的最上面那张图（记得是） */ struct br_config_bpdu bpdu;
/*一个辛苦的解包过程……*/ bpdu.topology_change = (buf[7] & 0x01) ? 1 : 0; bpdu.topology_change_ack = (buf[7] & 0x80) ? 1 : 0; bpdu.root.prio[0] = buf[8]; bpdu.root.prio[1] = buf[9]; bpdu.root.addr[0] = buf[10]; bpdu.root.addr[1] = buf[11]; bpdu.root.addr[2] = buf[12]; bpdu.root.addr[3] = buf[13]; bpdu.root.addr[4] = buf[14]; bpdu.root.addr[5] = buf[15]; bpdu.root_path_cost = (buf[16]