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  • 网络报文转发记录

    2018-07-03 11:43:35
    9:48:05【嵌入式实习生】跑步前进 2018-07-03 9:48:05网络报文的转发,有没有大佬清楚?每经过一个主机都会被转发一次,那岂不是同一份报文在网络中被复制了好多次?【群主】老衲五木(亿联物联 2018-07-03 9:49:...
     9:48:05
    【嵌入式实习生】跑步前进 2018-07-03 9:48:05

    网络报文的转发,有没有大佬清楚?每经过一个主机都会被转发一次,那岂不是同一份报文在网络中被复制了好多次?
    【群主】老衲五木(亿联物联 2018-07-03 9:49:22

    主机不会转发报文,只有路由器才会帮忙转发报文
    9:53:35
    【嵌入式实习生】跑步前进 2018-07-03 9:53:35

    这样网络中也会出现报文复制成多份的情况吧?还是一头雾水
    9:57:21
    【群主】老衲五木(亿联物联 2018-07-03 9:57:21

    不是复制,是转发。
    【群主】老衲五木(亿联物联 2018-07-03 9:57:37

    接收,然后再发出去
    【群主】老衲五木(亿联物联 2018-07-03 9:57:55

    网络中路由的报文只有一份
    10:01:53
    【嵌入式实习生】跑步前进 2018-07-03 10:01:53

    我现在没搞清楚的是,不是发给自己的一份报文是从哪里拒绝接收的,我看书上没有啊,直接跳到ip_input了,在这里才去判断是不是发给自己的,不是就转发
    10:07:09
    【嵌入式实习生】跑步前进 2018-07-03 10:07:09

    非常感谢,找到了,在这里
    10:22:18
    【群主】老衲五木(亿联物联 2018-07-03 10:22:18

    一般情况 ip层的转发是禁止的
    【群主】老衲五木(亿联物联 2018-07-03 10:23:04

    只有设备上有多个不同网段的网卡时,才考虑转发 
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  • SWIFT网络报文传递流程

    千次阅读 2017-09-23 20:04:32
    SWIFT网络报文传递流程 以用户A向用户B传递报文为例,报文的传递过程。其中A与B均为加入了SWIFT网络的金融机构或者可以收发报的机构。 SWIFT网络报文传递图 (1)用户A通过接入SWIFT网络的客户端...

    SWIFT网络报文传递流程

    以用户A向用户B传递报文为例,报文的传递过程。其中A与B均为加入了SWIFT网络的金融机构或者可以收发报的机构。


    SWIFT网络报文传递图

    (1)用户A通过接入SWIFT网络的客户端登录系统,将编辑好的发送给用户B的电文发送到A所在的地区中心A,即Regional Processor A。

    (2)Regional Processor A检查收到的报文,校验ISN、HEADER、TAIL、BODY等格式,并将校验结果发送分报中心A,即Slice Processor A。

    (3)Slice Processor A将报文存盘。

    (4)Slice Processor A将存盘结果反馈给Regional Processor A。

    (5)Regional Processor A根据校验结果,将用户A反馈NAK(Rejected)或者ACK(Accept)。无论NAK还是ACK,报文都已经存盘到Slice Processor A。反馈ACK的报文才会进一步发送给用户B。反馈NAK的报文会由A继续进行后续的修改或者再发送处理。

    (6)Slice Processor A将报文发送给用户B所在的地区中心,即Regional Processor B。

    (7)Regional Processor B存储报文,待用户B登录SWIFT系统时再传递给用户B。

    (8)Regional Processor B创建唯一的报文输出编号(Message Output Number,MON)发送给Slice Processor B。

    (9)Slice Processor B校验MOR。

    (10)Slice Processor B授权Regional Processor B可以以MOR编号发送报文给用户B。

    (11)Regional Processor B发送报文给用户B。

    (12)用户B存储收到的报文。

    (13)用户B根据收到的报文状态给予Regional Processor B反馈,UNK(Rejected)或者UAK(Accept)。

    (14)Regional Processor B创建反馈清单给Slice Processor B。

    (15)Slice Processor B存储反馈清单。

    (16)Slice Processor B将反馈清单副本传给Slice Processor A。

    (17)Slice Processor A反馈报文接收结果给用户A。

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  • 使用wireshark进行网络报文抓取与分析 Wireshark介绍 Wireshark(前称Ethereal)是一个免费的网络报文分析软件。网络报文分析软件的功能是抓取网络报文,并逐层显示报文中各字段取值。网络报文分析软件有个形象的...

    使用wireshark进行网络报文抓取与分析

    Wireshark介绍

    Wireshark(前称Ethereal)是一个免费的网络报文分析软件。网络报文分析软件的功能是抓取网络报文,并逐层显示报文中各字段取值。网络报文分析软件有个形象的名字“嗅探工具”,像一只猎狗,忠实地守候在接口旁,抓获进出该进口的报文,分析其中携带的信息,判断是否有异常,是网络故障原因分析的一个有力工具。

    网络报文分析软件曾经非常昂贵,Ethereal/wireshark 开源软件的出现改变了这种情况。在GNUGPL通用许可证的保障范围底下,使用者可以以免费的代价取得软件与其源代码,并拥有针对其源代码修改及客制化的权利。Ethereal/wireshark 是目前世界使用最广泛的网络报文分析软件之一。

    下载链接:https://www.wireshark.org/

    查看本机的网络适配器列表

    操作:单击菜单Capture中的Interfaces选项
    在这里插入图片描述

    图1:查看适配器

    适配器的地址,还有具体的型号:

    在这里插入图片描述

    图2:查看适配器详细情况

    开始监听

    在这里插入图片描述

    图3:打开监听

    记录一个TCP三次握手过程

    本机ip

    使用cmd命令行,输入ipconfig查看IP地址
    如图4所示。可以看到本机的IPv4地址是192.168.1.133
    在这里插入图片描述

    图4:本机IP信息

     

    接下来我清除所有监听,并且重新开始。打开一个干净的百度网页,开始抓包。
    我打开百度之后,wireshark一瞬间就抓到了很多包,我并不提前知道百度的网址,然后我先就着这一瞬间涌入的包进行检索。发现了一个三次握手的记录。其中图5是第一次握手,可以看到源IP地址和目的IP地址。这个包是SYN包,并且目的IP地址是本机地址。源地址是119.75.217.26

    在这里插入图片描述

    图5:第一次握手

     

    第二次握手也成功抓到了,如图6所示。看到了SYN和ACK。目的IP变成了119.75.217.26,源地址是本机。

    在这里插入图片描述

    图6:第二次握手

     

    第三次握手也成功抓到了。有ACK,如图7所示。目的地址变为本机,源地址是119.75.217.2。
    在这里插入图片描述

    图7:第三次握手

     

    接着我对这个119.75.217.2进行了搜索,很幸运,刚好就是百度的IP地址。这是在网上查到的,如图8所说。
    在这里插入图片描述

    图8:三次握手的另一方

     

    开启telnet服务

    问题:'telnet’不是内部或外部命令,也不是可运行的程序或批处理文件。

    解决:手动在win10功能那里开启Telnet客户端

    在这里插入图片描述

    图9:开启Telnet服务端

     

    一个TCP握手不成功的例子

    这里需要说明一点是,由于回到宿舍做实验,IP地址发生了变化,如图11所示。这是连接了学校网线之后的IP,可以看见这是一个B类地址,学校应该设了子网。
    在这里插入图片描述

    图10:IP变化

     

    接着打开wireshark监听,并在win10命令行窗口并输入:telnet 192.168.1.101,然后停止继续侦听网络信息。
    接着在wireshark上输入相应的过滤表达式,查看到了TCP失败结果:
    在这里插入图片描述

    图11:TCP失败

     

    在命令行中显示:
    在这里插入图片描述

    图12:TCP失败

     

    失败原因分析:
    端口23是Telnet的服务端口,192.168.1.101是本地局域网。其实本地就我一台电脑,所示失败原因是因为这台192.168.1.101没有开启Telnet服务,也即是远程登录服务。

    TCP三次握手抓包小结:

    TCP三次握手是成功抓到了。不过还是有疑问,就是Seq并不是一个随机值,而是0或者1.看了别的三次握手包,也都如此。后来上网查找,才知道这是wireshark进行了计算。这里的0和1都是相对的。其实其余版本的wireshark是可以看到原始的数值的。

    TCP四次挥手

    在尝试抓TCP连接成功之后,我尝试抓TCP四次挥手。
    在TCP三次连接的基础上,我立即关闭百度首页。尝试抓到四次挥手的包。其中百度的IP没有变化,依旧是119.75.217.26。从图14中可以看见,本机(125.216.247.234)和百度首页(119.75.217.26)的整个挥手过程。

    在这里插入图片描述
    四次挥手抓包小结:
    其实一开始没有找到四次挥手的整个过程。后来学会如何使用筛选,从大量的包中提取出所要监听的地址就可以。可能是由于关掉特别迅速,所以四次挥手的流程是在一起的。

    踩过的坑

    如果盲目在大量包中寻找要的包是非常费时费神的,要学会使用wireshark命令行的过滤器。

    参考资料

    https://www.cnblogs.com/bylijian/p/8565601.html
    https://www.cnblogs.com/Chilam007/p/6973990.html

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  • linux网络报文接收发送浅析

    千次阅读 2017-01-12 19:00:44
    linux网络报文接收发送浅析 七伤 2016-03-24 16:57:26 浏览652 评论0 摘要: 对于linux内核来说,网络报文由网络设备来进行接收。设备驱动程序从网络设备中读取报文,通过内核提供的网络接口函数,将报文...

    linux网络报文接收发送浅析

    七伤 2016-03-24 16:57:26 浏览652 评论0

    摘要: 对于linux内核来说,网络报文由网络设备来进行接收。设备驱动程序从网络设备中读取报文,通过内核提供的网络接口函数,将报文传递到内核中的网络协议栈。报文经过协议栈的处理,或转发、或丢弃、或被传送给某个进程。网络报文的发送与之相反,进程通过系统调用将数据送入网络协议栈,或者由网络协议栈自己发...

    对于linux内核来说,网络报文由网络设备来进行接收。设备驱动程序从网络设备中读取报文,通过内核提供的网络接口函数,将报文传递到内核中的网络协议栈。报文经过协议栈的处理,或转发、或丢弃、或被传送给某个进程。
    网络报文的发送与之相反,进程通过系统调用将数据送入网络协议栈,或者由网络协议栈自己发起报文的发送,然后协议栈通过调用网络接口函数来调度驱动程序,使其将报文传送给网络设备,从而发送出去。
    本文讨论的是网络接口层,它是网络设备驱动程序与网络协议栈交互的纽带。见下图中红色部分的netif。
    3725884266736043489.jpg

    报文的接收
    网络报文的接收源自网络设备。网络设备在接收到一个报文之后,通过中断告知CPU。网卡驱动程序需要注册对该中断事件的处理函数(参见《linux中断处理浅析》),以处理接收到的报文。
    在中断处理函数中,网络驱动程序有两种方法对报文进行处理(老式的方法,和新式的方法),我们先介绍老式的处理方式。在这种方式下,中断处理函数主要完成以下工作:
    分配一个skb结构(该结构用于保存一个报文)。操作设备,将设备收到的数据拷贝到这个skb结构对应的缓冲区中。设置skb的协议类型skb->protocol,该类型表明了网络协议栈的上层协议(下面我们将会看到)。然后调用内核提供的网络接口函数netif_rx;

    netif_rx(skb);
    netif_rx函数对skb的如时间戳这样的附加信息进行初始化以后,将这个skb结构放入当前CPU的softdate_net结构的input_pkt_queue队列中。netif_rx会根据队列的长度,对设备的拥塞状况进行判断(队列过长则代表报文接收过快,以致于上层来不及处理)。如果设备已陷入拥塞,则收到的报文可能直接被丢弃。
    如果一切正常,netif_rx会调用网络接口函数netif_rx_schedule,以触发对接收报文的进一步处理;

    netif_rx_schedule(dev);
    netif_rx使用softdate_net结构中内嵌的backlog_dev作为dev来调用netif_rx_schedule,后者将其加入到softdate_net结构的poll_list队列中(如果这个dev不在队列中的话),以使其等待被调度。

    相比老式的处理方式,新式的处理方式(称为NAPI)在中断处理函数中仅仅是以对应设备的dev结构为参数调用netif_rx_schedule函数即可。
    最后netif_rx_schedule函数会触发NET_RX_SOFTIRQ软中断,于是接下来对应的软中断处理函数net_rx_action将被调用;

    net_rx_action();
    对于当前CPU对应的softdate_net结构的poll_list队列中的所有dev,调用dev->poll方法。该方法是由对应dev的驱动程序实现的,用于接收及处理报文(前面提到的backlog_dev除外)。
    net_rx_action每次运行都有一定的限度,并不一定要将所有报文都处理完。在处理完一定数量的报文配额、或处理过程超过一定时间后,net_rx_action便会返回。返回前触发一次NET_RX_SOFTIRQ软中断,等待下一次中断到来的时候继续被调度。

    以上过程如图所示(摘自ULNI):
    4511762401712180430.jpg

    上面提到的softdate_net结构是用于进行报文收发调度的结构,内核为每个CPU维护一个这样的结构。在报文接收过程中用到了其中的三个成员:
    1、poll_list,网络设备dev的队列。其中的设备接收到了报文,需要被处理;
    2、input_pkt_queue,skb报文结构的队列,保存了已接收并需要被处理的报文;
    3、backlog_dev,一个虚拟的网络设备dev结构;
    后两个成员是专门为支持老式的处理方式而设置的,在这种方式下,接收到的skb被放入input_pkt_queue队列,然后backlog_dev被加入poll_list。而最后,自然backlog_dev->poll函数将对input_pkt_queue队列中的skb进行处理。backlog_dev->poll等于process_backlog函数;

    process_backlog(backlog_dev, budget);
    既然net_rx_action每次运行都有一个配额,它在调用dev->poll时也会传递当前剩余的配额值,即budget。
    process_backlog会遍历input_pkt_queue队列中的skb,调用netif_receive_skb函数对其进行处理。
    process_backlog函数有两种结局,一个是配额到或时间到,直接返回;另一个是处理完input_pkt_queue队列中的所有skb,此时需要将backlog_dev从poll_list中删除。

    新式的NAPI处理方式所要做的事跟老的处理方式其实是很类似的。在其对应的dev->poll函数中,需要分配skb结构、从设备读取报文、调用netif_receive_skb让网络协议栈的上层来处理报文。
    这种方式最大的好处是:在dev->poll函数中,不一定只处理一个报文。具体怎么处理可以由驱动程序灵活控制。比如说,假设现在网络负载非常大,如果网络设备每接收一个报文都通过一次中断来告知内核,这样做效率并不理想。而此时dev->poll可以做一些轮询的工作,如果网络设备已经接收了多个报文,可以一次性都处理了。并且,就算设备此刻所接收到的报文都已经处理完了,驱动程序也可以根据某种方式预判设备在很短的一段时间内还将收到报文,于是依然将自己对应的dev结构留在poll_list中,等待下一次继续被调度。
    当dev仍结构留在poll_list中时,设备驱动程序可以关闭设备接收到报文时的中断通知,因为目前处于轮询状态。而当驱动程序认为在将来的一段时间以内无报文可收时,则可以将其dev从poll_list中移除,然后开启设备接收到报文时的中断通知。等待下一次报文接收的中断到来时,这个dev再重新被放入poll_list。

    netif_receive_skb(skb);
    该函数会将skb提交给抓包程序进行处理、还会触发数据链路层的桥接功能(见《linux网桥浅析》)、然后将报文提交给网络协议栈的上层(网络层)进行处理。
    网络层的协议有IP、ARP等等很多种,在这里怎么知道这个skb该提交给哪种协议呢?在报文的数据链路层报头中保存着三个重要信息,发送者和接收者的Mac地址、和上层协议标识。回想一下之前的流程,在skb接收完成之后我们就已经设置了skb->protocol(从报头中得到),上层协议就由它来指定。比如,0x0800代表IP协议、0x0806代表ARP协议,这是由协议规定的。
    netif_receive_skb并不是用一个switch-case来匹配skb->protocol,以选择网络层处理函数的。系统中有一个名为ptype_base的hash表,各种网络层的协议在其初始化时都会在这个hash表中注册一个类型为packet_type的表项(以协议类型为key),如下图所示(摘自ULNI):
    3946560648477210815.jpg

    netif_receive_skb要做的就是在这个hash表中遍历所有type与skb->protocol匹配的packet_type结构(packet_type结构的dev可用于限定skb->dev,NULL表示不限),然后调用其func回调函数。(可见,一个报文有可能被多种协议所处理。)
    至此报文被提交到了网络层,在这里就不继续深入了。

    报文的发送
    报文的发送是由网络协议栈的上层发起的。网络协议栈上层构造一个需要发送的skb结构后(该skb已经包含了数据链路层的报头),调用dev_queue_xmit函数进行发送;

    dev_queue_xmit(skb);
    该函数先会处理一些缓冲区重组、计算校验和之类的杂事,然后开始处理报文的发送。
    发送报文有两种策略,有队列或无队列。这是由网络设备驱动程序在定义其对应的dev结构时指定的,一般的设备都会使用队列。
    dev->qdisc指向一个队列的实例,里面包含了队列本身以及操作队列的方法(enqueue、dequeue、requeue)。这些方法的集合组成了一种队列规则(skb将以某种规则入队、以某种规则出队,并不一定是简单的先进先出),这样的规则可用于流量控制。
    网络设备驱动程序可以选择自己的设备使用什么样的队列,或是不使用队列。
    对于有队列的设备,dev_queue_xmit调用dev->qdisc->enqueue方法将skb加入队列,然后调用qdisc_run函数。而qdisc_run会调用qdisc_restart来对队列进行处理。

    qdisc_restart(dev);
    该函数主要的工作就是不断调用dev->qdisc->dequeue方法从队列中取出待发送的报文,然后调用dev->hard_start_xmit方法进行发送。该方法是由设备驱动程序实现的,会直接和网络设备去打交道,将报文发送出去。
    如果报文发送失败,qdisc_restart会调用dev->qdisc->requeue方法将skb重新放回队列。同时,还将调用netif_schedule函数将dev加入softdate_net的output_queue队列中(其中的设备都是有报文等待发送的,将在稍后被处理)。然后触发一次NET_TX_SOFTIRQ软中断。于是在下一个中断到来时,对应的软中断处理函数net_tx_action将被调用。
    而如果dev->hard_start_xmit方法发送报文成功,则表示报文已经送到了网络设备的发送缓冲区,设备会自动将报文发送出去。并且在报文发送完成时,设备会通过中断通知驱动程序。对应的中断处理函数也会触发NET_TX_SOFTIRQ软中断。此外,已发送完成的skb将被加入softdate_net的completion_queue队列中,等待被释放。

    软中断NET_TX_SOFTIRQ被触发,将使得net_tx_action函数被调用。该函数主要做了两件事:
    1、从softdate_net的completion_queue队列中取出每一个skb,将其释放;
    2、对于softdate_net的output_queue队列中的dev,调用qdisc_run继续尝试发送其qdisc队列中的报文;

    对于有队列的设备,其队列主要用于流量控制以及发送失败时的缓冲;对于没有队列的设备(比如lo,环回设备),dev_queue_xmit函数则会直接调用dev->hard_start_xmit进行发送,如果失败报文就会被丢弃。

    以上过程如图所示:
    3945716223547051614.jpg

    qdisc_restart函数在执行过程中还会关心dev是否被暂停(就如接收报文时要关心网络是否拥塞一样),如果被暂停则结束处理流程并返回。
    而dev的暂停与否是由设备驱动程序来设置的,在dev->hard_start_xmit函数中,驱动程序如果发现设备当前的发送缓冲区太小(比如小到无法再容纳一个报文。这表示报文发送过快,以致于设备来不及处理),则会让设备暂停。而当网络设备在完成报文的发送后会产生中断,对应的中断处理程序又可以根据设备当前的发送缓冲区大小,决定是否让设备从暂停中恢复。

    而如果网络设备出现问题,无法发送报文了,则可能设备上的发送缓冲区一直处于被占满的状态,导致设备一直被暂停。另一方面,报文发不出去,也就不会有通知发送完成的中断产生,设备也就不会从暂停状态恢复,于是网络就瘫痪了。
    为了检测这种情况,驱动程序可以为设备设置一个看门狗定时器。如果发现设备正在暂停状态,并且距离最后一次发送报文已经过去一定的时间,而发送完成的中断还没有收到,则认为该设备出现问题。此时看门狗定时器将触发驱动程序提供的相关函数,将设备复位,以试图让其恢复正常工作。
    展开全文
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