本篇介紹一個(gè)基礎(chǔ)的知識(shí)，關(guān)于數(shù)據(jù)包在路由器中是如何進(jìn)行傳輸和交換的，只要明白這點(diǎn)，那么對(duì)你配置出一個(gè)好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境會(huì)有很大的幫助。

一、輸入的問(wèn)題

1、原始套接口可以接收到任何TCP或UDP報(bào)文。

2、要想接收到原始套接口，首先要接收的數(shù)據(jù)包必須有一個(gè)完整的、正確的IP頭，否則不能通過(guò)ip_rcv()中的包頭檢查和檢驗(yàn)和驗(yàn)證。

3、在原始套接口接收的數(shù)據(jù)包過(guò)程中，內(nèi)核會(huì)對(duì)接收的IP包進(jìn)行校驗(yàn)和驗(yàn)證，但不會(huì)對(duì)IP包以后的任何字段進(jìn)行檢測(cè)和驗(yàn)證。如，我們創(chuàng)建原始套接口時(shí)，所指定的protocol參數(shù)為IPPROTO_TCP，內(nèi)核也不會(huì)進(jìn)行TCP校驗(yàn)和驗(yàn)證，而是直接把IP頭中協(xié)議字段為TCP的所有數(shù)據(jù)包都復(fù)制一份，提交給該原始套接口。

4、用原始套接口接收到的TCP包都是進(jìn)行了IP重組以后，TCP排序以前的報(bào)文。

5、如果在創(chuàng)建原始套接口時(shí)，所指定的protocol參數(shù)不為零，(socket的第三個(gè)參數(shù))，則接收到的數(shù)據(jù)報(bào)的協(xié)議字段應(yīng)該與之匹配。否則該數(shù)據(jù)報(bào)不傳遞給該套接口。

6、如果此原始套接口上綁定了一個(gè)本地IP地址，那么接收到的數(shù)據(jù)報(bào)的目的IP地址應(yīng)該與該綁定的IP地址相匹配，否則該數(shù)據(jù)包將不傳遞到該套接口。

7、如果此原始套接口通過(guò)connect指定了一個(gè)對(duì)方IP地址，那么接收到的數(shù)據(jù)包的源IP地址應(yīng)與該以連接地址相匹配，否則該數(shù)據(jù)包不傳遞給該套接口。

8、如果一個(gè)原始套接口以protocol參數(shù)為0的方式創(chuàng)建，并且未調(diào)用connect或bind，那么對(duì)于內(nèi)核傳遞給原始套接口的每一個(gè)原始數(shù)據(jù)報(bào)，該套接口都會(huì)收到一份拷貝。

9、原始套接口接收不到任何的ARP或RARP協(xié)議類型的套接口，因?yàn)閚et_rx_action()會(huì)把ARP或RARP協(xié)議類型的數(shù)據(jù)包傳遞給ARP的接收函數(shù)類處理，不會(huì)傳遞給IP層的接收函數(shù)ip_rcv()。

10、原始套接口并不是可以接收到任何的ICMP類型的數(shù)據(jù)包，因?yàn)橛行㊣CMP類型的數(shù)據(jù)包在傳遞給原始套接口之前已經(jīng)被系統(tǒng)所響應(yīng)，并不再向上層傳遞。

11、如果對(duì)方的數(shù)據(jù)包分片了，由于原始套接口的接收是在IP上層，所以會(huì)接收到重組以后的原始IP包。

二、輸出的問(wèn)題

1、普通輸出通常通過(guò)sendto或sendmsg并指定目的IP地址來(lái)完成，如果套接口已經(jīng)連接，也可以調(diào)用write、writev或send。

2、如果IP_HDRINCL選項(xiàng)未設(shè)置，則內(nèi)核寫的數(shù)據(jù)起始地址是IP頭部之后的第一個(gè)字節(jié)。因?yàn)檫@種情況下，內(nèi)核將構(gòu)造IP頭部，并將它安在來(lái)自進(jìn)程數(shù)據(jù)之前。內(nèi)核將IPv4頭部的協(xié)議字段設(shè)置成用戶在調(diào)用socket函數(shù)時(shí)所給的第三個(gè)參數(shù)。

3、如果IP_HDRINCL選項(xiàng)已設(shè)置，則內(nèi)核寫的數(shù)據(jù)其實(shí)地址是IP頭部的第一個(gè)字節(jié)。用戶所提供的數(shù)據(jù)必須包括IP頭部。此時(shí)進(jìn)程構(gòu)造除了以下兩項(xiàng)以外的整個(gè)IP頭部：IPv4標(biāo)示字段可以設(shè)為0，要求內(nèi)核設(shè)置該值。而且僅當(dāng)該字段為0時(shí)，內(nèi)核才為其設(shè)置，IPv4頭部校驗(yàn)和由內(nèi)核來(lái)計(jì)算和存儲(chǔ)。

4、如果創(chuàng)建原始套接口時(shí)指定了協(xié)議類型，即第三個(gè)參數(shù)protocol，那也并不是說(shuō)只能發(fā)該類型的數(shù)據(jù)包。如，即使將protocol指定為 IPPROTO_TCP，也可以發(fā)送用戶自己組裝的UDP報(bào)文，不過(guò)此時(shí)如果IP_HDRINCL選項(xiàng)未設(shè)置，那么內(nèi)核將會(huì)在IP頭的協(xié)議字段指明后面的報(bào)文為TCP報(bào)文(不過(guò)此時(shí)卻為UDP報(bào)文)。

等數(shù)據(jù)包發(fā)送到對(duì)方TCP層，一般說(shuō)來(lái)會(huì)因?yàn)檎也坏胶线m的TCP套接口接收該數(shù)據(jù)包而被丟棄。不過(guò)該包可以在目標(biāo)主機(jī)的原始套接口上接收到。

5、正如前面所述，任何時(shí)候，IP頭的校驗(yàn)和都是由內(nèi)核來(lái)設(shè)置的。

6、內(nèi)核任何時(shí)候那會(huì)都不會(huì)對(duì)IP包以后的字段進(jìn)行校驗(yàn)和驗(yàn)證。如，即使我們指定第三個(gè)參數(shù)protocol為IPPROTO_TCP，在數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)內(nèi)核也不會(huì)對(duì)進(jìn)行TCP校驗(yàn)和計(jì)算和驗(yàn)證。

7、如果IP_HDRINCL選項(xiàng)已設(shè)置，按照常規(guī)，我們應(yīng)該組建自己的IP頭，但是即使我們沒(méi)有組建IP頭，用sendto或sendmsg 并指定目的IP地址來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)是照樣可以完成的。但是這樣的數(shù)據(jù)包在目標(biāo)機(jī)上用原始套接口是接收不到的，因?yàn)樵趇p_rcv()中要對(duì)IP頭進(jìn)行驗(yàn)證，并且要分析校驗(yàn)和，所以該包會(huì)被丟棄，不過(guò)在鏈路層應(yīng)該能夠接收到該數(shù)據(jù)包。

8、如果設(shè)置了IP_HDRINCL選項(xiàng)，并且數(shù)據(jù)包超長(zhǎng)，那么數(shù)據(jù)會(huì)被丟棄，并會(huì)返回出錯(cuò)碼EMSGSIZE。如果未設(shè)置IP_HDRINCL選項(xiàng)，并且數(shù)據(jù)包超長(zhǎng)，那么數(shù)據(jù)包會(huì)被分片。

正是因?yàn)閿?shù)據(jù)包具上述的結(jié)構(gòu)，安裝了TCP/IP協(xié)議的電腦之間才能相互通信，在使用基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中其實(shí)傳遞的就是數(shù)據(jù)包。