稳中向好
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前言

不管引入什么概念，什么算法，密码的核心永远不变
让原文获得密文容易，没有key的帮助反向解密出原文并正确很难
各种算法/机制都是在加强这句话

传输安全的目标：在不可靠的信道中建立可靠通讯

传输安全的三个要素：加密+校验+基于证书的身份识别机制，缺一不可

  • 真实数据不会被看到：需要加解密
  • 数据不被篡改：需要完整性校验
  • 确定对端的真实身份：防止中间人攻击
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LVS(linux virtual server) 做网关的几种转发模式

DR(direct routing)

路由收包后先给到同vlan的LB，LB根据负载均衡策略选择后端X，将dest mac改为X的mac地址，src-mac为网关mac。用于X的回程
核心一点：RS和LVS都使用同一个入口VIP，初次收包LVS改MAC发给RS，RS的dest-ip也是LVS的dest-ip。

linux/net/netfilter/ipvs/ip_vs_xmit.c at 7e46731ed902354a86caf3510011eb2b827a8f73 · taikulawo/linux · GitHub
dpvs
neigh_output
neigh_fill_mac

优势：

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tcp rev + tcp syn send

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__dev_xmit_skb (\root\codes\kernel-dev\linux\net\core\dev.c:3760)
__dev_queue_xmit (\root\codes\kernel-dev\linux\net\core\dev.c:4310)
dev_queue_xmit (\root\codes\kernel-dev\linux\include\linux\netdevice.h:3082)
neigh_hh_output (\root\codes\kernel-dev\linux\include\net\neighbour.h:529)
neigh_output (\root\codes\kernel-dev\linux\include\net\neighbour.h:543)
ip_finish_output2 (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\ip_output.c:238)
__ip_finish_output (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\ip_output.c:0)
NF_HOOK_COND (\root\codes\kernel-dev\linux\include\linux\netfilter.h:293)
ip_output (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\ip_output.c:439)
dst_output (\root\codes\kernel-dev\linux\include\net\dst.h:458)
    ip_local_out (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\ip_output.c:128)
__ip_queue_xmit (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\ip_output.c:543)
ip_queue_xmit (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\ip_output.c:557)
__tcp_transmit_skb (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\tcp_output.c:1415)
__tcp_send_ack (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\tcp_output.c:4082)
tcp_send_ack (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\tcp_output.c:4088)
tcp_rcv_synsent_state_process (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\tcp_input.c:6363)
tcp_rcv_state_process (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\tcp_input.c:6539)
tcp_v4_do_rcv (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\tcp_ipv4.c:1751)
tcp_v4_rcv (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\tcp_ipv4.c:2150)
ip_protocol_deliver_rcu (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\ip_input.c:205)
ip_local_deliver_finish (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\ip_input.c:233)
NF_HOOK (\root\codes\kernel-dev\linux\include\linux\netfilter.h:304)
ip_local_deliver (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\ip_input.c:254)
dst_input (\root\codes\kernel-dev\linux\include\net\dst.h:468)
ip_sublist_rcv_finish (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\ip_input.c:580)
ip_list_rcv_finish (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\ip_input.c:631)
ip_sublist_rcv (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\ip_input.c:639)
ip_list_rcv (\root\codes\kernel-dev\linux\net\ipv4\ip_input.c:674)
__netif_receive_skb_list_ptype (\root\codes\kernel-dev\linux\net\core\dev.c:5570)
__netif_receive_skb_list_core (\root\codes\kernel-dev\linux\net\core\dev.c:5618)
__netif_receive_skb_list (\root\codes\kernel-dev\linux\net\core\dev.c:5670)
netif_receive_skb_list_internal (\root\codes\kernel-dev\linux\net\core\dev.c:5761)
gro_normal_list (\root\codes\kernel-dev\linux\include\net\gro.h:439)
napi_complete_done (\root\codes\kernel-dev\linux\net\core\dev.c:6101)
e1000_clean (\root\codes\kernel-dev\linux\drivers\net\ethernet\intel\e1000\e1000_main.c:3811)
__napi_poll (\root\codes\kernel-dev\linux\net\core\dev.c:6531)
napi_poll (\root\codes\kernel-dev\linux\net\core\dev.c:6598)
net_rx_action (\root\codes\kernel-dev\linux\net\core\dev.c:6731)
__do_softirq (\root\codes\kernel-dev\linux\kernel\softirq.c:553)
invoke_softirq (\root\codes\kernel-dev\linux\kernel\softirq.c:427)
__irq_exit_rcu (\root\codes\kernel-dev\linux\kernel\softirq.c:632)
irq_exit_rcu (\root\codes\kernel-dev\linux\kernel\softirq.c:644)
sysvec_apic_timer_interrupt (\root\codes\kernel-dev\linux\arch\x86\kernel\apic\apic.c:1074)

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static inline struct sock *__inet_lookup(struct net *net,
					 struct inet_hashinfo *hashinfo,
					 struct sk_buff *skb, int doff,
					 const __be32 saddr, const __be16 sport,
					 const __be32 daddr, const __be16 dport,
					 const int dif, const int sdif,
					 bool *refcounted)
{
	u16 hnum = ntohs(dport);
	struct sock *sk;

	sk = __inet_lookup_established(net, hashinfo, saddr, sport,
				       daddr, hnum, dif, sdif);
	*refcounted = true;
	if (sk)
		return sk;
	*refcounted = false;
	return __inet_lookup_listener(net, hashinfo, skb, doff, saddr,
				      sport, daddr, hnum, dif, sdif);
}

到TCP层后，skb需要转换成 struct sock，从 kernel 协议栈查找skb -> struct sk 映射

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目标：

分析 kernel 驱动收到后skb

1. 如何唤醒epoll callback？
2. accpet syscall 如何从listener socket spawn 子 socket？

一个极简epoll server程序（无法编译，只说明流程）

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// 创建listener socket
int listener_fd = socket();
bind(listener_fd);
listen(listener_fd);
set_socket_non_blocking(listener_fd);

// 创建socket
ep = epoll_create1(0);
struct epoll_event event;
event.data.fd = listener_fd;
event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
// 将listener socket注册进epoll
s = epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_ADD, sfd, &event);
for ( ;; ) {
    // eventloop
    int n = epoll_wait(ep, &events, 1024, -1);
    for (itn i = 0; i < n ; i ++) {
        if(events[i].data.fd == listener_fd) {
            // new incoming connection
            int child = accept(listener_fd, &addr, &addr_len);
            // 将子连接socket加入epoll eventloop
            make_socket_non_blocking(infd);
            struct epoll_event;
            event.data.fd = infd;
            event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
            s = epoll_ctl(ep, EPOLL_CTL_ADD, child, &event);
        }
    }
}

epoll 注册 wake callback

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以联发科 mt7921 无线网卡驱动为例

kernel mt7921/ 下有pci，usb接口的驱动，usb接口驱动入口是usb.c。手里有mt7921芯片的USB无线网卡，对应的驱动为mt7921u

pci驱动为 mt7921e
USB接口 MT7921 外观

PCI接口的MT7921网卡外观

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WI-FI 如何传输数据

无线通讯通过电磁波完成，发送端通过电流转换成电磁场，电磁场产生无线电波在空间中传递。利用这现象，将信息调制到无线电波上发送。计算机领域中，信息就是 0/1，通过电磁波的带宽表示（也可以用电磁波其他的概念组合表示，不一定是是带宽）

接收端利用电磁感应原理，通过解调还原成最初的数据，所以 WI-FI 设备都带天线，天线

数据在传输中，发送器会在天线上施加电流，施加的时变电压或时变电流而产生辐射的电磁场，使得电流的能量转变成无线电波。在接收时，天线会由于电场的感应，而在天线内部产生时变电流，并在其终端产生时变电压，产生电讯号经过处理之后，可以在接收器中观察或收听。天线被广泛应用于广播、点对点无线电通讯、雷达和太空探索等通讯系统。天线是无线电通讯系统中的必需组件。

维基百科对无线电通讯有个大体介绍

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驱动层

驱动向内核注册 softirq，里面包含回调函数。驱动收到数据触发中断，kernel读取

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__netif_receive_skb_list_ptype(struct net_device * orig_dev, struct packet_type * pt_prev, struct list_head * head) (/data00/codes/linux/net/core/dev.c:5533)
__netif_receive_skb_list_core(struct list_head * head, bool pfmemalloc) (/data00/codes/linux/net/core/dev.c:5582)
__netif_receive_skb_list(struct list_head * head) (/data00/codes/linux/net/core/dev.c:5634)
netif_receive_skb_list_internal(struct list_head * head) (/data00/codes/linux/net/core/dev.c:5725)
gro_normal_list(struct napi_struct * napi) (/data00/codes/linux/include/net/gro.h:433)
gro_normal_list(struct napi_struct * napi) (/data00/codes/linux/include/net/gro.h:429)
napi_complete_done(struct napi_struct * n, int work_done) (/data00/codes/linux/net/core/dev.c:6065)
e1000_clean(struct napi_struct * napi, int budget) (/data00/codes/linux/drivers/net/ethernet/intel/e1000/e1000_main.c:3811)
__napi_poll(struct napi_struct * n, bool * repoll) (/data00/codes/linux/net/core/dev.c:6496)
napi_poll(struct list_head * repoll, struct napi_struct * n) (/data00/codes/linux/net/core/dev.c:6563)
net_rx_action(struct softirq_action * h) (/data00/codes/linux/net/core/dev.c:6696)
__do_softirq() (/data00/codes/linux/kernel/softirq.c:571)
do_softirq() (/data00/codes/linux/kernel/softirq.c:472)
do_softirq() (/data00/codes/linux/kernel/softirq.c:459)

NAPI

基于已有thread_struct封装的新的任务调度库

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工作中涉及Nginx module开发，分析Nginx/tengine代码

nginx modules初始化

每个 module 必须有 ngx_module_t，且在module不同生命周期都支持 hook 函数

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struct ngx_module_s {
    ngx_uint_t            ctx_index;
    ngx_uint_t            index;

    char                 *name;

    ngx_uint_t            spare0;
    ngx_uint_t            spare1;

    ngx_uint_t            version;
    const char           *signature;

    void                 *ctx;
    ngx_command_t        *commands;
    ngx_uint_t            type;

    ngx_int_t           (*init_master)(ngx_log_t *log);

    ngx_int_t           (*init_module)(ngx_cycle_t *cycle);

    ngx_int_t           (*init_process)(ngx_cycle_t *cycle);
    ngx_int_t           (*init_thread)(ngx_cycle_t *cycle);
    void                (*exit_thread)(ngx_cycle_t *cycle);
    void                (*exit_process)(ngx_cycle_t *cycle);

    void                (*exit_master)(ngx_cycle_t *cycle);

    uintptr_t             spare_hook0;
    uintptr_t             spare_hook1;
    uintptr_t             spare_hook2;
    uintptr_t             spare_hook3;
    uintptr_t             spare_hook4;
    uintptr_t             spare_hook5;
    uintptr_t             spare_hook6;
    uintptr_t             spare_hook7;
};

由于 ngx_module_t 为基础类型，对于http和stream，通过 ngx_module_t#ctx进行了扩展，用于放置 http/stream module相关的 hook 函数

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shadowsocks 协议分析

基础知识

nonce 和 salt 区别

salt 只用一次，用于生成 cipher，和 salt 类似的概念叫initial vector（初始化向量），可认为 salt 和 iv 是等价的概念。

nonce 每次 encrypt，decrypt都需要，而且 decrypt 时使用的nonce必须和那次encrypt的nonce一致。由于加解密的nonce必须一一对应，所以nonce往往采用双方提前约定的生成规则，一般都是每次使用完自加1，为下次使用做准备

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