Linux网络协议栈7--ipsec收发包流程

流程路径：ip_rcv() -->ip_rcv_finish() -->ip_local_deliver() --> ip_local_deliver_finish()

解封侧一定是ip报文的目的端，ip_rcv_finish中查到的路由肯定是本机路由（RTCF_LOCAL），调用 ip_local_deliver 处理。

下面是贴的网上的一张图片。

ip_local_deliver_finish中 根据上次协议类型，调用对应的处理函数。inet_protos 中挂载了各类协议的 *** 作集，对于AH或者ESP来说，是xfrm4_rcv，对于ipsec nat-t情况下，是udp协议的处理函数udp_rcv，内部才是封装的ipsec报文（AH或者ESP）。

xfrm4_rcv -->xfrm4_rcv_spi -->xfrm4_rcv_encap -->xfrm_input

最终调用 xfrm_input 做收包解封装流程。

1、创建SKB的安全路径；

2、解析报文，获取daddr、spi，加上协议类型（esp、ah等），就可以查询到SA了，这些是SA的key，下面列出了一组linux ipsec的state（sa）和policy，方便一眼就能看到关键信息；

3、调用SA对应协议类型的input函数，解包，并返回更上层的协议类型，type可为esp,ah,ipcomp等。对应的处理函数esp_input、ah_input等；

4、解码完成后，再根据ipsec的模式做解封处理，常用的有隧道模式和传输模式。对应xfrm4_mode_tunnel_input 和 xfrm4_transport_inout，处理都比较简单，隧道模式去掉外层头，传输模式只是设置一些skb的数据。

5、协议类型可以多层封装，如ESP+AH，所以需要再次解析内存协议，如果还是AH、ESP、COMP，则解析新的spi，返回2，查询新的SA处理报文。

6、经过上面流程处理，漏出了用户数据报文（IP报文），根据ipsec模式：

流程路径如下图，这里以转发流程为例，本机发送的包主要流程类似。

转发流程：

ip_forward 函数中调用xfrm4_route_forward，这个函数：

1、解析用户报文，查找对应的Ipsec policy（__xfrm_policy_lookup）；

2、再根据policy的模版tmpl查找对应最优的SA（xfrm_tmpl_resolve），模版的内容以及和SA的对应关系见上面贴出的ip xfrm命令显示；

3、最后根据SA生成安全路由，挂载再skb的dst上； 一条用户流可以声明多个安全策略（policy），所以会对应多个SA，每个SA处理会生成一个安全路由项struct dst_entry结构（xfrm_resolve_and_create_bundle），这些安全路由项通过 child 指针链接为一个链表，其成员 output挂载了不同安全协议的处理函数，这样就可以对数据包进行连续的处理，比如先压缩，再ESP封装，再AH封装。

安全路由链的最后一个路由项一定是普通IP路由项，因为最终报文都得走普通路由转发出去，如果是隧道模式，在tunnel output封装完完成ip头后还会再查一次路由挂载到安全路由链的最后一个。

注： SA安全联盟是IPsec的基础，也是IPsec的本质。 SA是通信对等体间对某些要素的约定，例如使用哪种协议、协议的 *** 作模式、加密算法、特定流中保护数据的共享密钥以及SA的生存周期等。

然后，经过FORWARD点后，调用ip_forward_finish()-->dst_output，最终调用skb_dst(skb)->output(skb)，此时挂载的xfrm4_output

本机发送流程简单记录一下，和转发流程殊途同归：

查询安全路由： ip_queue_xmit -->ip_route_output_flow -->__xfrm_lookup

封装发送：ip_queue_xmit -->ip_local_out -->dst_output -->xfrm4_output

注：

1). 无论转发还是本地发送，在查询安全路由之前都会查一次普通路由，如果查不到，报文丢弃，但这条路由不一定需要指向真实的下一跳的出接口，只要能匹配到报文DIP即可，如配置一跳其它接口的defualt。

2). strongswan是一款用的比较多的ipsec开源软件，协商完成后可以看到其创建了220 table，经常有人问里面的路由有啥用、为什么有时有有时无。这里做个测试记录： 1、220中貌似只有在tunnel模式且感兴趣流是本机发起（本机配置感兴趣流IP地址）的时候才会配置感兴趣流相关的路由，路由指定了source；2、不配置也没有关系，如1）中所说，只要存在感兴趣流的路由即可，只不过ping的时候需要指定source，否者可能匹配不到感兴趣流。所以感觉220这个表一是为了保证

ipsec封装发送流程：

xfrm4_output-->xfrm4_output_finish-->xfrm_output-->xfrm_output2-->xfrm_output_resume-->xfrm_output_one

xfrm4_output 函数先过POSTROUTING点，在封装之前可以先做SNAT。后面则调用xfrm_output_resume-->xfrm_output_one 做IPSEC封装最终走普通路由走IP发送。

贴一些网上的几张数据结构图

1、安全路由

2、策略相关协议处理结构

3、状态相关协议处理结构

增加对Linux socket连接 最近的一个项目的最大连接数是模拟多个套接字的客户端和服务器之间的通信。 Linux系统由于Linux的限制，/在include / linux / posix_types.h文件中有如下的宏定义： #UNDEF __FD_SETSIZE 的#define __FD_SETSIZE 1024 这个宏是当你需要超过1024个FD，如select（）函数将监听错误定义的最大文件描述符1024。所以，你需要改变1024所需要的数量，但不超过65,535。但这是不够的仅仅。 第二步你需要的文件的进程打开的最大数量。具体的步骤是： 1，CD /usr/src/linux-2.4/include/linux 2，六limits.h中编辑文件： 的#define NR_OPEN 90240原1024 1024 的#define OPEN_MAX 10240原值 3值，六fs.h文件 的#define INR_OPEN 10240原值1024 的#define NR_FILE 65536 8192原始值，内存64 / 1M比例计算的值，1G内存的计算公式为：64 * 10. 4 1024 的#define NR_RESERVED_FILES 128原值，CD /usr/src/linux-2.4/include/net BR>五，六tcp.h中 的#define TCP_LHTABLE_SIZE的32 128原值易听听队列，建立大。 - 设为与内存相关的打开文件的最大数量，系统会减慢太多。 第三步是编译内核，具体步骤是： 1.使清洁 2.化妆 3. make dep的 4.做的bzImage 将导入的bzImage /启动重新启动系统！ wc命令，以目前在建立套接字连接数统计| 与超过1024个客户端和服务器到服务器的终端使用netstat的连接。

好吧，我来回答吧，首先是网卡驱动程序捕获到数据包，做检验无误后，和DMA以及CPU交互，然后由DMA和驱动程序创建BD表，然后分配skbuf（LINUX下）数据结构保存获得的数据帧，内核通过协议栈处理这个skbuf，通常是层层剥离每个层的首部，然后传到上一层，细节就是一个变量做偏移量，每次做一个首部偏移读取首部数据，识别本层协议类型以及下一层协议类型，具体过程就是这个网络原理的过程，请参考《TCP/IP详解卷一》《linux设备驱动程序》《understanding linux network internals》《Unix网络编程卷一》等。

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