下面是一段IP层协议的代码段[net/ipv4/route.c],传入IP层的协议在查找路由时先在路由缓存中查找,如果已存在,则skb_dst_set(skb, &rth->u.dst)并返回;否则在路由表中查询。
在ip_route_input()中查询完陆由缓存后会处理组播地址,如果是组播地址,则下面判断会成功:ipv4_is_multicast(daddr)。
然后执行ip_route_input_mc(),它的主要作用就是生成路由缓存项rth,并插入缓存。rth的生成与初始化只给出了input函数的,其它略去了,可以看出组播报文会通过ip_local_deliver()继续向上传递。
路由表又可以分为两个:RT_TABLE_LOCAL和RT_TABLE_MAIN
RT_TABLE_LOCAL存储目的地址是本机的路由表项,这些目的地址就是为各个网卡配置的IP地址;
RT_TABLE_MAIN存储到其它主机的路由表项;
显然,RT_TABLE_MAIN路由表只有当主机作为路由器时才有作用,一般主机该表是空的,因为主机不具有转发数据包的功能。RT_TABLE_LOCAL对主机就足够了,为各个网卡配置的IP地址都会加入RT_TABLE_LOCAL中,如为eth1配置了1.2.3.4的地址,则RT_TABLE_LOCAL中会存在1.2.3.4的路由项。只有本地的网卡地址会被加入,比如lo、eth1。IP模块在初始化时ip_init() -> ip_rt_init() - > ip_fib_init()会注册notifier机制,当为网卡地址配置时会执行fib_netdev_notifier和fib_inetaddr_notifier,使更改反映到RT_TABLE_LOCAL中。
而当在路由缓存中没有查找到缓存项时,会进行路由表查询,还是以IP层协议中的代码段为例[net/ipv4/route.c],fib_lookup()会在MAIN和LOCAL两张表中进行查找。
如果主机配置成了支持转发,则无论在路由表中找到与否,都会生成这次查询的一个缓存,包括源IP、目的IP、接收的网卡,插入路由缓存中:
不同的是,如果在路由表中查询失败,即数据包不是发往本机,也不能被本机转发,则会设置插入路由缓存的缓存项u.dst.input=ip_error,而u.dst.input即为IP层处理完后向上传递的函数,而ip_error()会丢弃数据包,被发送相应的ICMP错误报文。不在路由表中的路由项也要插入路由缓存,这可以看作路由学习功能,下次就可以直接在路由缓存中找到。
但如果主机不支持转发,即没有路由功能,则只有在找到时才会添加路由缓存项,都不会生成路由缓存项。这是因为在LOCAL表中没有找到,表明数据包不是发往本机的,此时缓存这样的路由项对于主机的数据包传输没有一点意义。它只需要知道哪些数据包是发给它的,其余的一律不管!
路由查询整合起来,就是由ip_route_input()引入,然后依次进行路由缓存和路由表查询,并对路由缓存进行更新。路由缓存在每个数据包到来时都可能发生更新,但路由表则不一样,只能通过RTM机制更新,LOCAL表是在网卡配置时更新的,MAIN表则是由人工插入的(inet_rtm_newroute)。
ip_route_input()
- 路由缓存查询
- 路由表查询:ip_route_input_slow() -> fib_lookup()