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Linux连接跟踪源码分析

IPConnectiontracking

连接跟踪用来跟踪和记录连接状态，是netfilter的一部份，也是通过在hook点上注册相应的结构来工作的。

无论是发送，接收，还是转发的数据包，都要经过两个conntrack模块。

第一个conntrack点的优先级是最高的，所有数据包进入netfilter后都会首先被它处理，其作用是创建ip_conntrack结构。而最后一个conntrack的优先级最低，总是在数据包离开netfilter之前做最后的处理，它的作用是将该数据包的连接跟踪结构添加到系统的连接状态表中

1.ip_conntarck结构ip_conntrack.h

内核中用一个ip_conntrack结构来描述一个连接的状态

structip_conntrack
{
/*nf_conntrack结构定义于include/linux/skbuff.h，Line89，其中包括一个计数器use和一个destroy函数。计数器use对本连接记录的公开引用次数进行计数*/
structnf_conntrackct_general;

/*其中的IP_CT_DIR_MAX是一个枚举类型ip_conntrack_dir（位于include/linux/netfilter_ipv4/ip_conntrack_tuple.h，Line65）的第3个成员，从这个结构实例在源码中的使用看来，实际上这是定义了两个tuple多元组的hash表项tuplehash[IP_CT_DIR_ORIGINAL/0]和tuplehash[IP_CT_DIR_REPLY/1]，利用两个不同方向的tuple定位一个连接，同时也可以方便地对ORIGINAL以及REPLY两个方向进行追溯*/
structip_conntrack_tuple_hashtuplehash[IP_CT_DIR_MAX];

/*这是一个位图，是一个状态域。在实际的使用中，它通常与一个枚举类型ip_conntrack_status（位于include/linux/netfilter_ipv4/ip_conntrack.h，Line33）进行位运算来判断连接的状态。其中主要的状态包括：
IPS_EXPECTED(_BIT)，表示一个预期的连接
IPS_SEEN_REPLY(_BIT)，表示一个双向的连接
IPS_ASSURED(_BIT)，表示这个连接即使发生超时也不能提早被删除
IPS_CONFIRMED(_BIT)，表示这个连接已经被确认（初始包已经发出）*/
unsignedlongstatus;

/*其类型timer_list位于include/linux/timer.h，Line11，其核心是一个处理函数。这个成员表示当发生连接超时时，将调用此处理函数*/
structtimer_listtimeout;

/*所谓“预期的连接”的链表，其中存放的是我们所期望的其它相关连接*/
structlist_headsibling_list;

/*目前的预期连接数量*/
unsignedintexpecting;

/*结构ip_conntrack_expect位于ip_conntrack.h，这个结构用于将一个预期的连接分配给现有的连接，也就是说本连接是这个master的一个预期连接*/
structip_conntrack_expect*master;

/*helper模块。这个结构定义于ip_conntrack_helper.h，这个模块提供了一个可以用于扩展Conntrack功能的接口。经过连接跟踪HOOK的每个数据报都将被发给每个已经注册的helper模块（注册以及卸载函数分别为ip_conntrack_helper_register()以及ip_conntrack_helper_unregister()，分别位于ip_conntrack_core.c）。这样我们就可以进行一些动态的连接管理了*/
structip_conntrack_helper*helper;

/*一系列的nf_ct_info类型（定义于include/linux/skbuff.h，Line92，实际上就是nf_conntrack结构）的结构，每个结构对应于某种状态的连接。这一系列的结构会被sk_buff结构的nfct指针所引用，描述了所有与此连接有关系的数据报。其状态由枚举类型ip_conntrack_info定义（位于include/linux/netfilter_ipv4/ip_conntrack.h，Line12）共有5个成员：
IP_CT_ESTABLISHED：数据报属于已经完全建立的连接
IP_CT_REL