網路通訊協定棧9：connect()函數之前之skb_buff結構體

在使用socket函數建立通訊端時，系統建立socket/sock兩個結構體，用於本機資料的管理，組織，而這兩個資料結構是不會被傳送到網路上的，而真正被用來攜帶資料的結構體是skb_buff，系統在開闢skb_buff結構體空間時，同時把使用者資料所需要的空間一起開闢了，也就是一次malloc(sizeof(struct skb_buff)+size)這麼多空間，即skb_buff本身的大小，加上使用者空間所需要的size大小的空間，由於malloc分配，所以這些空間時連續的一片空間的，也就是說skb_buff結構體資料結束後，接著就是使用者的資料，因此，skb_buff結構體的最後成員unsigned char   data[0]，定義了一個數組，卻沒有成員，就是只有數組名，這個數組名所指向的空間恰恰是skb_buff結構體的尾部，也正是使用者資料的首部。

 

 

 struct sk_buff {

  struct sk_buff            * volatile next;

  struct sk_buff            * volatile prev;/*這兩個欄位用於構成 sk_buff結構的隊列*/

#if CONFIG_SKB_CHECK

  int                            magic_debug_cookie;/*調試之目的*/

#endif

/*這個指標也是用於構成 sk_buff結構的隊列。這個隊列就是資料包重發隊列，用於 TCP協議中。重發隊列是由 sock 結構的 send_head, send_tail 欄位指向的隊列。send_head 指向這個隊列的首部，send_tail 指向這個隊列的尾部。而隊列的串連是使用 sk_buff結構的 link3 欄位完成的。send_head, send_tail是指向 sk_buff 結構的指標，而非 sk_buff_head 結構*/

  struct sk_buff            * volatile link3;/*該資料包所屬的通訊端*/

  struct sock                 *sk;/*該資料包的發送時間。該欄位用於計算往返時間 RTT*/

  volatile unsigned long       when;      /* used to compute rtt's  */

/*該欄位也是記錄時間，但目前暫未使用該欄位用於任何目的*/

  struct timeval            stamp;

/*對於一個接收的資料包而言，該欄位表示接收該資料包的介面裝置。對於一個待發送的資料

包而言，該欄位如果不為 NULL，則表示將要發送該資料包的介面裝置*/

  struct device                     *dev;

/*該 sk_buff結構在記憶體中的基地址，該欄位用於釋放該 sk_buff 結構*/

  struct sk_buff            *mem_addr;

/*該欄位一個等位型別，表示了資料包在不同處理層次上所到達的處理位置。如在鏈路層上，

eth 指標有效，指向乙太網路首部第一個位元組位置，在網路層上，iph 指標有效指向 IP 首部第

一個位元組位置。raw 指標隨層次變化而變化，在鏈路層上時，其等於 eth，在網路層上時，

其等於 iph。seq 是針對使用 TCP 協議的待發送資料包而言，此時該欄位值表示該資料包的

ACK值。ACK值等於資料包中第一個資料的序號加上資料的長度值。*/

  union {

       struct tcphdr   *th;

       struct ethhdr   *eth;

       struct iphdr     *iph;

       struct udphdr  *uh;

       unsigned char  *raw;

       unsigned long seq;

  } h;

/*指向 IP首部的指標，此處特別的分出一個欄位用於指向 IP首部主要用於 RAW 通訊端*/

  struct iphdr        *ip_hdr;         /* For IPPROTO_RAW */

/*該欄位表示 sk_buff結構大小加上資料幀的總長度*/

  unsigned long                   mem_len;

/*該欄位只表示資料幀長度。即 len=mem_len – sizeof(sk_buff).*/

  unsigned long           len;

/*這兩個欄位用於分區資料包。fraglen 表示分區資料包個數，而 fraglist 指向分區資料包隊列*/

  unsigned long                   fraglen;

  struct sk_buff            *fraglist; /* Fragment list */

  unsigned long                   truesize;/*同 mem_len*/

  unsigned long           saddr;/*資料包發送的源端 IP地址*/

  unsigned long           daddr;/*資料包最終目的端 IP地址*/

  unsigned long                   raddr;             /* next hop addr 資料包下一站 IP地址*/

/*

acked=1 表示該資料包已得到確認，可以從重發隊列中刪除。

used=1  表示該資料包的資料已被應用程式讀完，可以進行釋放。

free=1 用於資料包發送，當某個待發送資料包 free 標誌位等於 1，則表示無論該資料包是否

發送成功，在進行發送操作後立即釋放，無需緩衝。

arp 用於待發送資料包，該欄位等於 1 表示此待發送資料包已完成 MAC 首部的建立。arp=0

表示 MAC 首部中目的端硬體地址尚不知曉，故需使用 ARP協議詢問對方，在 MAC 首部尚

未完全建立之前，該資料包一直處於發送緩衝隊列中（device 結構中 buffs 數組元素指向的

某個隊列以及 ARP協議的某個隊列中） 。

*/

  volatile char             acked,

                            used,

                            free,

                            arp;

/*

tries 欄位表示該資料包已進行 tries 試發送，如果試發送超出域值，則會放棄該資料包的發

送。如對於 TCP建立串連之 SYN 資料包，發送次數超過 3次即放棄發送。

lock 表示該資料包是否正在被系統其它部分使用。

localroute 表示進行路由時是使用區域網路路由（localroute=1）還是廣域網路路由

pkt_type

該資料包的類型，可取如下值：

PACKET_HOST

這是一個發往原生資料包。

PACKET_BROADCAST

廣播資料包。

PACKET_MULTICAST 

多播資料包。

PACKET_OTHERHOST

該資料包是發往其它機器的，如果本機沒有被配置為轉寄功能，該資料包即被丟棄

*/

  unsigned char                   tries,lock,localroute,pkt_type;

#define PACKET_HOST              0            /* To us */

#define PACKET_BROADCAST  1

#define PACKET_MULTICAST   2

#define PACKET_OTHERHOST  3            /* Unmatched promiscuous */

/*users  使用該資料包的模組數*/

  unsigned short           users;             /* User count - see datagram.c (and soon seqpacket.c/stream.c) */

/*同 pkt_type*/

  unsigned short           pkt_class;       /* For drivers that need to cache the packet type with the skbuff (new PPP) */

#ifdef CONFIG_SLAVE_BALANCING

  unsigned short           in_dev_queue;/*該欄位表示該資料包是否正在緩衝於裝置緩衝隊列中*/

#endif 

  unsigned long                   padding[0];/*填充位元組。目前定義為 0 位元組，即無填充*/

  unsigned char                   data[0];/*指向資料部分。資料一般緊接著該 sk_buff結構，也有可能在任何地址處*/

};

 

同時還有一個結構體

struct sk_buff_head {

  struct sk_buff            * volatile next;

  struct sk_buff            * volatile prev;

#if CONFIG_SKB_CHECK

  int                            magic_debug_cookie;

#endif

};

 

它的成員與 sk_buff 結構的開始幾個欄位時一樣的，如此處理可以利用指標轉化將 sk_buff_head 當作 sk_buff 結構使用，反過來也如此。

系統就是通過上述兩個結構體來組織資料，並形成隊列，最終在網路上傳輸