Chapter 2. Critical Data Structures

net_device Structure

• 네트워크와 관련된 모든 정보를 저장하며 실제 장치와 가상 장치의 구조가 있다. ```c
• 실제 장치: 이더넷

• 가상 장치: bonding or VLAN

• bonding: Linux kernel 내장된 기술로 2개 이상의 Network Interface Card를 논리적으로 하나의 interface 로 묶어서 NIC의 물리적 장애에 대응하거나나 처리량을 늘리는 기술이다.
• NIC (Network Interface Card) - 컴퓨터를 네트워크에 연결하여 통신하기 위해 사용하는 하드웨어 장치이다. (네트워크 카드, 랜 카드) ```

1. 식별자 (Identifiers)

1) int ifindex: dev_new_index 호출로 등록될 때 할당되는 유니크 ID 2) int iflink: 가상 터널 장치에서 다른 터널에 연결된 실제 장치를 식별 3) unsigned short dev_id: 서로 다른 OS간에 동시에 공유할 수 있는 동일한 장치의 가상 인스턴스를 구별하는 데 사용

2. 구성 (Configuration)

• 구성 필드 중 일부는 종속되는 커널에의해 기본값이 지정되고 일부 필드는 드라이버에의해 채워짐
• 런타임에서 변경 가능

1) Interface types and ports

• 일부 장치에는 하나 이상의 커넥터가 함께 제공되며 선택 가능하다. (보통: BNC+RJ45)
• 장치의 포트 유형을 설정하는 데 사용 됨.

2) Promiscuous mode

• 다른 호스트의 주소로 전송되는 이더넷 프레임을 폐기하지 않고 상위 계층으로 전달하는 모드
• 보통은 CPU의 부하 때문에 사용하지 않음

3. 장치 상태 (Device Status)

• NIC와의 상호 작용을 제어하기 위해 각 장치 드라이버는 타임 스탬프 및 플래그와 같은 정보를 유지해야 한다.

4. 목록 관리 (List Management)

• 데이터 구조는 전역 리스트와 두 개의 해시 테이블에 삽입 된다. 자세한건 8장에서..

5. Link Layer Multicast

• L2 (이더넷) 링크 계층에서 멀티 캐스팅 관련 필드

   struct dev_mc_list *mc_list
   int mc_count
   int allmulti
  

6. Traffic Management

• 넷 장치 구조 필드
• 관련 커널 옵션: Device drivers ➝ Networking support ➝ Networking options ➝ QoS and/or fair queueing

  struct net_device *next_sched
  struct Qdisc *qdisc
  struct Qdisc *qdisc_sleeping
  struct Qdisc *qdisc_ingress
  struct list_head qdisc_list
  spinlock_t queue_lock
  spinlock_t ingress_lock
  unsigned long tx_queue_len
  

7. Feature Specific

• net_device의 정의에 포함되어있는 경우에만 커널에 포함되어있는 필드

   struct divert_blk *divert
   struct net_bridge_port *br_port
   void (*vlan_rx_register)(...)
   void (*vlan_rx_add_vid)(...)
   void (*vlan_rx_kill_vid)(...)
   int netpoll_rx
   void (*poll_controller)(...)
  

8. Generic

• 구조를 관리하고 필요하지 않은 경우 구조가 제거되는지 확인하는 데 사용하는 필드

   atomic_t refcnt
   int watchdog_timeo
   struct timer_list watchdog_timer
   int (*poll)(...)
   struct list_head poll_list
   int quota
   int weight
   const struct iw_handler_def *wireless_handlers
   struct iw_public_data *wireless_data
   struct list_head todo_list
   struct class_device class_dev
  

9. Function pointers (or VFT)

• 프레임 전송 및 수신
• 버퍼에 링크 계층 헤더 추가 또는 구문 분석
• 구성의 일부 변경
• 통계 검색
• 특정 기능과 상호 작용

 struct ethtool_ops *ethtool_ops
 int (*init)(...)
 void (*uninit)(...)
 void (*destructor)(...)
 int (*open)(...)
 int (*stop)(...)
 struct net_device_stats* (*get_stats)(...)
 struct iw_statistics* (*get_wireless_stats)(...)
 int (*hard_start_xmit)(...)
 int (*hard_header)(...)
 int (*rebuild_header)(...)
 int (*hard_header_cache)(...)
 void (*header_cache_update)(...)
 int (*hard_header_parse)(...)
 int (*neigh_setup)(...)
 int (*do_ioctl)(...)
 void (*set_multicast_list)(...)
 int (*set_mac_address)(...)
 int (*set_config)(...)
 int (*change_mtu)(...)
 void (*tx_timeout)(...)
 int (*accept_fastpath)(...)