Linux内核中流量控制

1、这份文件的复印件属于yfydz。它由GPL出版，可以自由复制。重印时请保持文件的完整性。严禁将其用于任何商业目的。MSN : yfydz_资料来源：1.前言linux内核为流量控制提供了相关的处理功能，相关的代码在net/sched目录中。应用层的控制是通过iproute2软件包中的tc实现的。tc和sched之间的关系就像iptables和netfilter之间的关系一样。一个是用户层接口，另一个是具体实现。对于tc的使用，可以详细了解Linux高级路由方法。本文主要分析了在内核中的具体实现。流量控制包括：流量控制算法的几

2、个部分，通常在net/sched/sch _ *中实现。默认是先进先出，这是一个典型的黑盒模式。外部只能看到两个操作，即队列进入和队列退出。流量控制结构的操作和处理；并且通过以下方式控制用户空间Rtnetlink。以下内核代码版本是。2.控制入口2.1控制条目linux流控制功能反映为网卡设备的属性，表明它是网络的最低处理部分，与上层网络协议栈：无关/* include/linux/netdevice.h */struct网络设备./*缓存行主要用于队列传输路径(qdisc)*/*设备队列锁定*/spin lock _ t queue _ lock _ _ _ _ _ cach

3、e line _ aligned _ in _ SMP。/这是发送数据时的队列处理结构Qdisc*qdisc。/网卡停止时保存网卡活动的队列处理方法结构Qdisc * qdisc _ sleeping/网卡处理的数据队列链表结构列表_headqdisc_list。/最大队列长度无符号longtx _ queue _ len/*每个队列允许的最大帧数*/*部分传输的GSO数据包。*/struct sk _ buff * gso _ skb/*入口路径同步器*/输入流量控制锁spinlock _ tingress _ lock/这是接收数据时的队列处理结构Qdisc * Qdisc _ entry

4、；.2.1.2输出流量控制当数据发送出去进行流量控制处理时，上层的所有处理都已经完成，数据包已经传送到网卡设备进行传输，与流量控制处理相关的网络数据的导出功能为dev _ queue _ xmit()；如果它正在接收流量控制，则数据刚刚从网卡设备接收到，还没有提交给网络的上层进行处理。然而，网卡的输入流控制不是必需的，并且默认情况下不执行流控制。输入流控制入口函数是ing_filter()函数，由skb_receive_skb()调用。/* net/core/dev.c */int dev_queue_xmit(结构sk_buff *skb)struct net _ device * dev=

5、skb-dev；结构Qdisc * RC=-ENOMEM；./* qdisc的更新由queue_lock序列化。* Qdisc指向的结构Qdisc现在是一个*区域协调股结构-可以在不获取的情况下获取*锁(但结构可能已经过时。)的解放* qdisc将被推迟，直到它知道没有*更多参考。*如果qdisc具有入队功能，我们仍然需要*在调用队列_锁之前保持队列_锁，因为队列_锁*还序列化对设备队列的访问。*/获取网卡的qdisc指针，它不需要加锁，是每个CPU的私有数据。q=rcu _ de reference(dev-q disc)；#ifdef CONFIG_NET_CLS_ACTskb-

6、TC _ verd=SET _ TC _ AT(skb-TC _ verd，AT _ EXCEPT)；#endif/如果队列输入不为空，则将数据包排队/对于物理网卡设备，默认情况下使用先进先出qdisc。此成员函数不为空，仅使用逻辑网卡/只能为空如果(q-入队)/*抓取设备队列*/锁定自旋锁(开发队列锁)；/dev-qdisc可以直接访问q=dev-q disc；如果(q-入队)/进入团队进行处理RC=q-入队(skb，q)；/运行流量控制和队列操作qdisc _ run(dev)；旋转解锁(开发队列锁定)；rc=rc=NET_XMIT_BYPASS？NET _ XMIT _ SUCCESS

7、: rc出去；旋转解锁(开发队列锁定)；./团队外操作静态内嵌void qdisc _ run(struct net _ device * dev)如果(！netif_queue_stopped(dev)！测试和设置位(_ _链接_状态_ QDISC _运行，开发状态)_ _ qdisc _ run(dev)；/* net/sched/sch_generic.c */void _ _ qdisc _ run(struct net _ device * dev)/如果是noop_qdisc流量控制，实际上是丢包if(不太可能(dev-qdisc=noop_qdisc)出去；同时(qdisc_re

8、start(dev) 0！netif_queue_stopped(dev)/*无*/；out:清零位(_ _链接_状态_ QDISC _运行，开发状态)；/*踢腿装置。请注意，该过程可以由看门狗定时器调用，因此我们这里不检查dev-tbusy标志。返回3360 0 -队列为空。0 -队列不为空，但已节流。0 -队列不为空。设备已被节流，如果开发失败！=0 .注：在本地禁用的进程队列锁定下调用。*/静态内联int qdisc_restart(结构网络_设备*开发)结构Qdisc *q=dev-qdisc .struct sk _ buff * skb/*出队数据包*/数据包出队if(skb=de

9、v-GSO _ skb)| |(skb=q-出列(q)无符号nolock=(开发特性NETIF _ F _ LLTX)；dev-gso_skb=空；.2.1.3输入流控输入流控好象不是必须的，目前内核需要配置CLS法案选项才起作用：/* net/core/dev.c */int netif_receive_skb(结构sk_buff *skb).#ifdef CONFIG_NET_CLS_ACTif (pt_prev) ret=deliver_skb(skb，pt_prev，orig _ dev)；pt_prev=空；/*在*/其他skb-TC _ verd=SET _ TC _ OK2 UN

10、GE(skb-TC _ verd)；ret=ing _ filter(skb)；if(ret=TC _ ACT _ SHOT | |(ret=TC _ ACT _ STORE)kfree _ skb(skb)；出去；skb-TC _ verd=0；ncls:#endif.静态int _ filter(struct sk _ buff * skb)结构Qdisc *q .struct net _ device * dev=skb-dev；内部结果=正常；/如果网卡设备有输入流控处理if(dev-qdisc _ entry)_ _ u32 TTL=(_ _ u32)RTTL；如果（最大红色循环时间

11、)printk(KERN_WARNING Redir循环检测到丢弃数据包(%s-%)s)n ，skb-input_dev-name，skb-dev-name)；返回动作镜头/设置数据包的TC参数skb-TC _ verd=SET _ TC _ RTTL(skb-TC _ verd，TTL)；skb-TC _ verd=SET _ TC _ AT(skb-TC _ verd，AT _ ENTRY)；自旋锁（开发入口锁)；if(q=dev-qdisc _ entry)！=空)/数据入队结果=q-入队(skb，q)；旋转解锁（开发入口锁定)；返回结果；2.2初始化本节先跟踪一下网卡设备的qdisc指

12、针是如何被赋值的，缺省赋值为何值。在网卡设备的初始化函数register_netdevice()函数中调用dev_init_scheduler()函数对网卡设备的流控队列处理进行了初始化，也就是说每个网络网卡设备的qdisc指针都不会是空的：/* net/sched/sch_gentric.c */void dev_init_scheduler(结构网络_设备*开发)qdisc _ lock _ tree(dev)；/处理发出数据的qdisc是必须的，而处理输入数据的qdisc _ entry则不是必须的/缺省情况下的qdiscdev-qd disc=noop _ qd disc .dev-q

13、d光盘_ sleeping=noop _ qd光盘；初始化_列表_标题(dev-q光盘_列表)；qdisc _ unlock _ tree(dev)；dev _ watchdog _ init(dev)；当然noop _ qd盘中的调度是不可用的，只进行丢包处理；网卡在激活(dev_open)时会调用dev_activate()函数重新对qdisc指针赋值，但未对qdisc _ entry赋值：/* net/sched/sch_generic.c */void dev _ activate(struct net _ device * dev)/*设备没有附加排队规则；为设备创建默认设置，即pfifo_fast，哪个需要排队和noqueue_qdisc虚拟接口*/如果当前的qdisc_sleeping是noop _ qdisc，重新找一个流控操作指针i