一、背景
使用ping命令发现局域网内延迟大，且变化较大。需要分析耗时在那一层。
二、分析
上图可以看出，本机ping延时非常低。在本机网络 IO 的过程中，流程会有一些差别。有差异的地方总共有两个，分别是路由和驱动程序。
路由：
对于本机网络 IO 来说，特殊之处在于在 local 路由表中就能找到路由项，对应的设备都将使用 loopback 网卡，也就是我们常见的 lO。
驱动程序：
网络设备子系统的入口函数是 dev_queue_xmit。对于真的有队列的物理设备，在该函数中进行了一系列复杂的排队等处理以后，才调用 dev_hard_start_xmit，从这个函数再进入驱动程序来发送。
但是对于启动状态的回环设备来说（q->enqueue 判断为 false），就简单多了：没有队列的问题，直接进入 dev_hard_start_xmit。接着进入回环设备的“驱动”里的发送回调函数 loopback_xmit，将 skb “发送”出去。
因此，可以从上面两层入手，排查问题！
驱动：
监控icmp包发送和接受的时刻，看时间是否过大。
但有一个问题，链路上运行的不一定只有ICMP数据包。因此，我们需要在每一层对我们发送和接收的ICMP包进行过滤。
路由：
三、ICMP
ICMP报文包含在IP数据报中，IP报头在ICMP报文的最前面。一个ICMP报文包括IP报头（至少20字节）、ICMP报头（至少八字节）和ICMP报文（属于ICMP报文的数据部分）。当IP报头中的协议字段值为1时，就说明这是一个ICMP报文。ICMP报头如下图所示。
这里只讲解与ping有关的ICMP消息类型，主机发送回送消息(Type = 8)，被请求主机回送响应消息(Type = 0)，基本格式如下： 回送消息[ECHO]
回送响应消息[ECHO REPLY]
•CheckSum为校验和，重点注意从ICMP的头部(即Type开始)，到data结束(即到整个数据包结束) •Identifier为标识符，由主机设定，一般设置为进程号，回送响应消息与回送消息中identifier保持一致 •Sequence Number为序列号，由主机设定，一般设为由0递增的序列，回送响应消息与回送消息中Sequence Number保持一致 •data为数据，由主机设定，回送响应消息与回送消息中data保持一致
///include/uapi/linux/icmp.h
struct icmphdr {
__u8 type;
__u8 code;
__sum16 checksum;
union {
struct {
__be16 id;
__be16 sequence;
} echo;
__be32 gateway;
struct {
__be16 __unused;
__be16 mtu;
} frag;
__u8 reserved[4];
} un;
};
四、实现
#ifndef _LINUX_IP_H
#define _LINUX_IP_H
#include
#include
static inline struct iphdr *ip_hdr(const struct sk_buff *skb)
{
return (struct iphdr *)skb_network_header(skb);
}
static inline struct iphdr *inner_ip_hdr(const struct sk_buff *skb)
{
return (struct iphdr *)skb_inner_network_header(skb);
}
static inline struct iphdr *ipip_hdr(const struct sk_buff *skb)
{
return (struct iphdr *)skb_transport_header(skb);
}
#endif /* _LINUX_IP_H */
struct iphdr {
#if defined(__LITTLE_ENDIAN_BITFIELD)
__u8 ihl:4,
version:4;
#elif defined (__BIG_ENDIAN_BITFIELD)
__u8 version:4,
ihl:4;
#else
#error "Please fix
#endif
__u8 tos;
__be16 tot_len;
__be16 id;
__be16 frag_off;
__u8 ttl;
__u8 protocol;
__sum16 check;
__be32 saddr;
__be32 daddr;
/*The options start here. */
};
///include/uapi/linux/in.h
enum {
IPPROTO_IP = 0, /* Dummy protocol for TCP */
#define IPPROTO_IP IPPROTO_IP
IPPROTO_ICMP = 1, /* Internet Control Message Protocol */
#define IPPROTO_ICMP IPPROTO_ICMP
IPPROTO_IGMP = 2, /* Internet Group Management Protocol */
#define IPPROTO_IGMP IPPROTO_IGMP
IPPROTO_IPIP = 4, /* IPIP tunnels (older KA9Q tunnels use 94) */
#define IPPROTO_IPIP IPPROTO_IPIP
IPPROTO_TCP = 6, /* Transmission Control Protocol */
#define IPPROTO_TCP IPPROTO_TCP
IPPROTO_EGP = 8, /* Exterior Gateway Protocol */
#define IPPROTO_EGP IPPROTO_EGP
IPPROTO_PUP = 12, /* PUP protocol */
#define IPPROTO_PUP IPPROTO_PUP
IPPROTO_UDP = 17, /* User Datagram Protocol */
#define IPPROTO_UDP IPPROTO_UDP
IPPROTO_IDP = 22, /* XNS IDP protocol */
#define IPPROTO_IDP IPPROTO_IDP
IPPROTO_TP = 29, /* SO Transport Protocol Class 4 */
#define IPPROTO_TP IPPROTO_TP
IPPROTO_DCCP = 33, /* Datagram Congestion Control Protocol */
#define IPPROTO_DCCP IPPROTO_DCCP
IPPROTO_IPV6 = 41, /* IPv6-in-IPv4 tunnelling */
#define IPPROTO_IPV6 IPPROTO_IPV6
IPPROTO_RSVP = 46, /* RSVP Protocol */
#define IPPROTO_RSVP IPPROTO_RSVP
IPPROTO_GRE = 47, /* Cisco GRE tunnels (rfc 1701,1702) */
#define IPPROTO_GRE IPPROTO_GRE
IPPROTO_ESP = 50, /* Encapsulation Security Payload protocol */
#define IPPROTO_ESP IPPROTO_ESP
IPPROTO_AH = 51, /* Authentication Header protocol */
#define IPPROTO_AH IPPROTO_AH
IPPROTO_MTP = 92, /* Multicast Transport Protocol */
#define IPPROTO_MTP IPPROTO_MTP
IPPROTO_BEETPH = 94, /* IP option pseudo header for BEET */
#define IPPROTO_BEETPH IPPROTO_BEETPH
IPPROTO_ENCAP = 98, /* Encapsulation Header */
#define IPPROTO_ENCAP IPPROTO_ENCAP
IPPROTO_PIM = 103, /* Protocol Independent Multicast */
#define IPPROTO_PIM IPPROTO_PIM
IPPROTO_COMP = 108, /* Compression Header Protocol */
#define IPPROTO_COMP IPPROTO_COMP
IPPROTO_SCTP = 132, /* Stream Control Transport Protocol */
#define IPPROTO_SCTP IPPROTO_SCTP
IPPROTO_UDPLITE = 136, /* UDP-Lite (RFC 3828) */
#define IPPROTO_UDPLITE IPPROTO_UDPLITE
IPPROTO_MPLS = 137, /* MPLS in IP (RFC 4023) */
#define IPPROTO_MPLS IPPROTO_MPLS
IPPROTO_RAW = 255, /* Raw IP packets */
#define IPPROTO_RAW IPPROTO_RAW
IPPROTO_MAX
};
驱动层如何识别ICMP报文？
在.ndo_start_xmit = esp_hard_start_xmit，函数中，将邻居子系统传递下来的skb使用ip_hdr函数即可转换！
#include
#include
#include
struct iphdr *iph;
struct icmphdr *icmpph = NULL;
iph = ip_hdr(skb);
if(iph->protocol==IPPROTO_ICMP ) {
//如果是ICMP报文
icmpph = (struct icmphdr *) ((u8 *) iph + (iph->ihl << 2));
printk("ESP type:%d, code:%d\n", icmpph->type, icmpph->code);
if(icmpph->type==8 && icmpph->code==0) {//ping 请求
printk(KERN_ERR "ping RQ:%d\n",icmpph->un.echo.sequence);
}
}
ref：
不为人知的网络编程(十三)：深入操作系统，彻底搞懂127.0.0.1本机网络通信 - 知乎
linux内核协议栈 icmp 报文收发流程_老王不让用的博客-CSDN博客
ping命令全链路分析(4) - 数据包内核态处理 - 知乎
Linux内核：从skb获取udp头，udp_hdr()获取到是错误的udp头_kanguolaikanguolaik的博客-CSDN博客
网络-ICMP协议、Ping命令实现与ICMP攻击_51CTO博客_icmp ping
ICMP协议之ping实现_yo-yo的博客-CSDN博客