允许“定向广播”的数据包使用路由缓存

 

 

• 进货： 收到一大袋邮件（head 链表）。

• 查看第一封： 查一下地址，发现是去“北京”的。把它作为“提示（Hint）”。

• 快速分拣： 拿起第二封，看一眼发现也是去“北京”的（利用 Hint），直接扔进“北京堆（sublist）”。

• 遇到变化： 拿起第三封，发现是去“上海”的。

  • 先把“北京堆”里的所有邮件打包发走（ip_sublist_rcv_finish）。

  • 把“上海”这封信作为新的“提示（Hint）”，开始建立“上海堆”。

• 收尾： 邮件分完了，把最后剩下的那一堆发走。

关键点总结

• hint (提示) 是灵魂： 只要目的地 curr_dst 没变，hint 就一直有效。这意味着后续的包在执行 ip_rcv_finish_core 时，根本不需要查路由表，直接抄 hint 的作业就行，速度极快。

• curr_dst != dst 是分界线： 一旦发现当前包的路由跟刚才的不一样，说明“连胜断了”。必须立刻把之前积攒的包发走，然后重新开始下一轮积累。

• ip_sublist_rcv_finish 是消费者： 它负责接收整理好的、去往同一目的地的“纯净”链表，然后根据路由类型（是转发还是本地接收），批量调用后续的处理函数。

结合之前的补丁

你之前给出的 定向广播补丁，就是修改了上面代码中步骤 5-A 里的 ip_extract_route_hint。

• 修改前： 如果 skb 是定向广播，ip_extract_route_hint 返回 NULL。导致 hint 变成 NULL。下一个包进来时，没有 hint 可用，只能慢速查表。

• 修改后： 定向广播也能返回 skb 作为 hint。下一个定向广播包进来时，直接复用路由，性能起飞。

static void ip_list_rcv_finish(struct net *net, struct list_head *head)
{
	struct sk_buff *skb, *next, *hint = NULL;
	struct dst_entry *curr_dst = NULL;
	LIST_HEAD(sublist);

	list_for_each_entry_safe(skb, next, head, list) {
		-----------
		if (ip_rcv_finish_core(net, skb, dev, hint) == NET_RX_DROP)
			continue;

		dst = skb_dst(skb);
		if (curr_dst != dst) {
			hint = ip_extract_route_hint(net, skb);
　　　　　　　　

　　　　　　/* dispatch old sublist */

　　　　　　if (!list_empty(&sublist))

　　　　　　　　　　ip_sublist_rcv_finish(&sublist);

　　　　　　/* start new sublist */

　　　　　　　INIT_LIST_HEAD(&sublist);

　　　　　　　　curr_dst = dst;

		}
		list_add_tail(&skb->list, &sublist);
	}
	/* dispatch final sublist */
	ip_sublist_rcv_finish(&sublist);
}


static struct sk_buff *ip_extract_route_hint(const struct net *net,
					     struct sk_buff *skb)
{
	const struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);

	if (fib4_has_custom_rules(net) ||
	    ipv4_is_lbcast(iph->daddr) ||
	    ipv4_is_zeronet(iph->daddr) ||
	    IPCB(skb)->flags & IPSKB_MULTIPATH)
		return NULL;

	return skb;
}


static int ip_rcv_finish_core(struct net *net,
			      struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
			      const struct sk_buff *hint)
{
	const struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
	struct rtable *rt;
	int drop_reason;

	if (ip_can_use_hint(skb, iph, hint)) {
		drop_reason = ip_route_use_hint(skb, iph->daddr, iph->saddr,
						ip4h_dscp(iph), dev, hint);
		if (unlikely(drop_reason))
			goto drop_error;
	}

」

/* Implements all the saddr-related checks as ip_route_input_slow(),
 * assuming daddr is valid and the destination is not a local broadcast one.
 * Uses the provided hint instead of performing a route lookup.
 */
enum skb_drop_reason
ip_route_use_hint(struct sk_buff *skb, __be32 daddr, __be32 saddr,
		  dscp_t dscp, struct net_device *dev,
		  const struct sk_buff *hint)
{
	enum skb_drop_reason reason = SKB_DROP_REASON_NOT_SPECIFIED;
	struct in_device *in_dev = __in_dev_get_rcu(dev);
	struct rtable *rt = skb_rtable(hint);
	struct net *net = dev_net(dev);
	u32 tag = 0;

	if (!in_dev)
		return reason;

	if (ipv4_is_multicast(saddr) || ipv4_is_lbcast(saddr)) {
		reason = SKB_DROP_REASON_IP_INVALID_SOURCE;
		goto martian_source;
	}

-----------------------------

	if (!(rt->rt_flags & RTCF_LOCAL))
		goto skip_validate_source;

	reason = fib_validate_source_reason(skb, saddr, daddr, dscp, 0, dev,
					    in_dev, &tag);
	if (reason)
		goto martian_source;

skip_validate_source:
	skb_dst_copy(skb, hint);
	return SKB_NOT_DROPPED_YET;

martian_source:
	ip_handle_martian_source(dev, in_dev, skb, daddr, saddr);
	return reason;
}

　　

　　以前所有的广播包（不管是本地的 255.255.255.255 还是定向的 192.168.1.255）都会在这一步被 return NULL，被踢出快速路径。

现在这段代码里，这个检查被拿掉了。 取而代之的是 ipv4_is_lbcast。 这意味着：定向广播 (Directed Broadcast)（例如 192.168.1.255）不属于 ipv4_is_lbcast，所以它现在可以绕过这个检查，成功返回 skb（即成功拿到了路由提示），进入了快速处理通道。也就是走到最后的 return skb，从而享受到内核的路由缓存加速。这就是性能提升的来源。

• 修改前： 发送大量定向广播包 -> 每次都查路由表 -> 慢，性能差。

• 修改后： 发送大量定向广播包 -> 利用缓存 (hint) -> 快，性能好。