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網絡子係統29_橋接轉發數據庫
// 轉發數據庫
// 1.容量
// net_bridge->hash[BR_HASH_SIZE]，其中BR_HASH_SIZE為(1<<8)，有256個bucket
// 2.老化機製，
// 2.1 gc函數，到期時會順序遍曆age_list上的轉發項，修改gc函數下一次到期時間為age_list中第一個沒有過期的轉發項的剩餘時間。
// 2.2 age_list鏈表，保存除本機l2地址以外的所有轉發項，按照到期時間進行排序，新添加或更新的轉發項保存在age_list尾部。
// 網橋轉發數據庫初始化
// 調用路徑：br_init->br_fdb_init
1.1 void __init br_fdb_init(void)
{
//創建轉發項的SLAB cache
br_fdb_cache = kmem_cache_create("bridge_fdb_cache",
sizeof(struct net_bridge_fdb_entry),
0,
SLAB_HWCACHE_ALIGN, NULL, NULL);
}
// 查詢轉發項
// __br_fdb_xxx不會遞增net_bridge_fdb_entry的引用計數，br_fdb_xxx會遞增net_bridge_fdb_entry的引用計數
// 參數：
// addr，目的l2地址
// 函數主要任務：
// hash l2地址到正確的bucket，遍曆bucket查找具有相同l2地址的轉發項
2.1 struct net_bridge_fdb_entry *__br_fdb_get(struct net_bridge *br,
const unsigned char *addr)
{
struct hlist_node *h;
struct net_bridge_fdb_entry *fdb;
//net_bridge->hash為轉發數據庫的hash表
hlist_for_each_entry_rcu(fdb, h, &br->hash[br_mac_hash(addr)], hlist) {//遍曆對應的bucket的鏈表
if (!memcmp(fdb->addr.addr, addr, ETH_ALEN)) {//比較轉發項的地址與查詢的地址
if (unlikely(has_expired(br, fdb)))
break;
return fdb;//找到返回轉發項
}
}
return NULL;//否則返回null
}
// 添加轉發項
// 轉發數據庫由hash_lock保護
2.2 int br_fdb_insert(struct net_bridge *br, struct net_bridge_port *source,
const unsigned char *addr, int is_local)
{
int ret;
spin_lock_bh(&br->hash_lock);//獲取hash表的鎖，關下半部中斷
ret = fdb_insert(br, source, addr, is_local);//
spin_unlock_bh(&br->hash_lock);
return ret;
}
// 調用路徑：br_fdb_insert->fdb_insert
// 函數主要任務：
// 1.遍曆對應的bucket
// 2.如果對應的轉發項已經存在
// 2.1 轉發項為本機地址，添加的地址為本機地址，返回
// 2.2 轉發項非本機，添加的地址為本機，更新已有的轉發項
// 2.3 轉發項非本機，添加的地址非本機
// 2.3.1 如果轉發項靜態配置，則不更新已有轉發項
// 2.3.2 否則從age_list上刪除轉發項，更新已有轉發項
// 3.轉發項不存在，分配新的轉發項，更新轉發項，添加到hash表
// 對已有選項的更新：
// 1.設置轉發項是否為本機
// 2.本機轉發項設置為static
// 3.非本機轉發項添加到age_list上
2.3 static int fdb_insert(struct net_bridge *br, struct net_bridge_port *source,
const unsigned char *addr, int is_local)
{
struct hlist_node *h;
struct net_bridge_fdb_entry *fdb;
int hash = br_mac_hash(addr);
if (!is_valid_ether_addr(addr))//非全0，非廣播或多播地址
return -EADDRNOTAVAIL;
hlist_for_each_entry(fdb, h, &br->hash[hash], hlist) {//遍曆對應的bucket
if (!memcmp(fdb->addr.addr, addr, ETH_ALEN)) {//已存在l2地址對應的轉發項
if (fdb->is_local) {//轉發項為本機地址
if (is_local) //要添加的本機地址已經存在，直接返回
return 0;
return -EEXIST;//返回錯誤
}
if (is_local) {//轉發項非本機地址，將此轉發項修改為本機地址
printk(KERN_WARNING "%s adding interface with same address "
"as a received packet\n",
source->dev->name);
goto update;
}
if (fdb->is_static)//轉發項靜態配置
return 0;
list_del(&fdb->u.age_list);//將fdb從br->age_list鏈表上刪除
goto update;
}
}
fdb = kmem_cache_alloc(br_fdb_cache, GFP_ATOMIC);//分配新的轉發項
if (!fdb)
return ENOMEM;
memcpy(fdb->addr.addr, addr, ETH_ALEN);//複製l2地址
atomic_set(&fdb->use_count, 1);
hlist_add_head_rcu(&fdb->hlist, &br->hash[hash]);//添加到對應的bucket
if (!timer_pending(&br->gc_timer)) {
br->gc_timer.expires = jiffies + hold_time(br);
add_timer(&br->gc_timer);//啟動垃圾回收定時器
}
update:
fdb->dst = source;//到達此l2地址的端口
fdb->is_local = is_local;//指示是否為本機地址
fdb->is_static = is_local;//本機地址為靜態配置地址
fdb->ageing_timer = jiffies;//最近一次被使用的時間
if (!is_local)
list_add_tail(&fdb->u.age_list, &br->age_list);//對於非本機地址的轉發項，添加到br->age_list鏈表，執行垃圾回收機製
return 0;
}
// 垃圾回收定時器
// 除本機地址外的所有轉發項，鏈接在lru鏈表中，遍曆鏈表，直到最後一個沒有過期的轉發項。
// 轉發項到期時間：
// 1.正常情況下，300HZ
// 2.拓撲發生變化時，short aging機製，過期時間為15HZ
// 函數主要任務：
// 1.遍曆age_list，釋放過期的轉發項
// 2.修改gc下一次到期時間為最近到期的鄰居項的到期時間。
2.5 void br_fdb_cleanup(unsigned long _data)
{
struct net_bridge *br = (struct net_bridge *)_data;
struct list_head *l, *n;
unsigned long delay;
//在獲取轉發數據庫的鎖之後進行清理操作
spin_lock_bh(&br->hash_lock);
//1.當拓撲發生改變時，啟動short aging機製，過期時間為15HZ，轉發數據庫中的項很快過期
//2.在正常情況下，過期時間為300HZ
delay = hold_time(br);
list_for_each_safe(l, n, &br->age_list) {//安全方式遍曆age_list
struct net_bridge_fdb_entry *f;
unsigned long expires;
f = list_entry(l, struct net_bridge_fdb_entry, u.age_list);
expires = f->ageing_timer + delay;//轉發項的到期時間
if (time_before_eq(expires, jiffies)) {//如果轉發項到期
WARN_ON(f->is_static);
pr_debug("expire age %lu jiffies %lu\n",
f->ageing_timer, jiffies);
fdb_delete(f);
} else {
mod_timer(&br->gc_timer, expires);//第一個沒有過期的轉發項，之後的所有轉發項都不會過期，則調整gc_timer的下一次運行時間，返回
break;
}
}
spin_unlock_bh(&br->hash_lock);
}
// 調用路徑br_fdb_cleanup->fdb_delete
2.6 static __inline__ void fdb_delete(struct net_bridge_fdb_entry *f)
{
hlist_del_rcu(&f->hlist);//從hash表上刪除此轉發項
if (!f->is_static)//is_static=1，說明為本機地址，本機地址不會出現在age_list上
list_del(&f->u.age_list);//從age_list上刪除此轉發項
br_fdb_put(f);//遞減引用計數，為0時，直接釋放
}
最後更新：2017-04-03 15:22:11