TCP如何在解复用中读取IP地址？

Posted 2023-03-23

【中文标题】TCP如何在解复用中读取IP地址？

【英文标题】：How can the TCP read the IP address in demultiplexing?

【发布时间】：2020-09-25 05:37:30

【问题描述】：

大多数计算机网络书籍解释 TCP/IP 堆栈时提到：当层收到其 PDU（无论是帧还是段...）时，请执行以下操作：

检查字段，做一些事情并决定是否将消息传递到它上面的层。 如果该层决定将消息传递给它上面的层，则上面的层将在之后再次执行相同的上一步（删除上一层标头）。

如果这是真的，那么问题就来了：TCP 如何知道源 IP 地址（在网络层标头中），该地址将用于将段移动到相应的套接字。

提前致谢！

【问题讨论】：

在 TCP 套接字的情况下，它已经与套接字关联；在 UDP 的情况下，它是要传递给应用程序的数据的一部分，因此它被提供给 UDP 层。但分层并不像某些文本暗示或陈述的那样干净利落。引擎盖下有很多偷窥。

【参考方案1】：

他们在（介绍性）教科书中关于网络堆栈中数据包遍历的内容只是教学性的。如果我们看看它是如何实现的，它会复杂得多。让我们考虑一下 Linux。

Harald Welte 的文章The journey of a packet through the Linux 2.4 network stack 总结了不同阶段的数据包遍历。

我引用文章的相关部分来回答你的问题。

IP 数据包处理程序是通过从 net/ipv4/ip_output.c:ip_init() 调用的 net/core/dev.c:dev_add_pack() 注册的。

IPv4 数据包处理函数是 net/ipv4/ip_input.c:ip_rcv()。经过一些初始检查（如果数据包是针对此主机的，...），将计算 ip 校验和。对长度和 IP 协议版本 4 进行了额外检查。此时，每个未通过完整性检查的数据包都将被丢弃。

遍历成功后调用net/ipv4/ipv_input.c:ip_rcv_finish()。在 ip_rcv_finish() 内部，数据包的目的地是通过调用路由函数 net/ipv4/route.c:ip_route_input() 来确定的。此外，如果我们的 IP 数据包有 IP 选项，它们现在被处理。根据 net/ipv4/route.c:ip_route_input_slow() 做出的路由决策，我们的数据包的旅程将在以下函数之一中继续：

net/ipv4/ip_input.c:ip_local_deliver() : 数据包的目的地是本地的，我们必须处理第 4 层协议并将其传递给用户空间进程。

net/ipv4/ip_forward.c:ip_forward() : 数据包的目的地不是本地的，我们必须将其转发到另一个网络

net/ipv4/route.c:ip_error() : 发生错误，我们无法为此数据包找到合适的路由表条目。

net/ipv4/ipmr.c:ip_mr_input() : 这是一个多播数据包，我们必须做一些多播路由。

注意：一些与 Netfilter 挂钩相关的遍历阶段被跳过。所有阶段请参考原文。

net/ipv4/in_input.c:ip_local_deliver() 是我们感兴趣的函数。如前所述，它处理第 4 层协议并将其传递给用户空间。它是如何实现的可以从 Linux 内核代码中看出，简而言之，假设ip_local_deliver() 知道第 3 层细节并没有什么坏处。

【讨论】：

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