02 IPv4 与传输层机制与实现详解

1. 目录与配置

net/ipv4/（~135 文件），依赖 CONFIG_INET。

提供 AF_INET（PF_INET）：IPv4 地址族、TCP/UDP/RAW/ICMP、IGMP、ARP、FIB 路由。

2. 协议注册

af_inet.c 在初始化时注册 inet_proto_ops：

• socket → inet_create；
• 协议号映射到 tcp_prot、udp_prot、raw_prot 等 struct proto。

3. 传输层

协议	主要源文件	要点
TCP	tcp_*.c（ipv4 + 通用）	状态机、拥塞控制（可插拔 CC）、timewait、SACK
UDP	udp.c	无连接、udp_sendmsg/udp_recvmsg
RAW	raw.c	原始 IP 访问
ICMP	icmp.c	ping、差错报文

MPTCP 在 net/mptcp/ 扩展 TCP（CONFIG_MPTCP）。

数据路径（发送简化）：

sock_sendmsg → tcp_sendmsg → ip_queue_xmit → dst → dev_queue_xmit

4. 路由与 FIB

组件	作用
fib_*.c	转发信息库、策略路由、FIB rules
route.c	ip_route_output_key、fib_lookup
arp.c	IPv4 ARP

policy routing（ip rule）在 FIB 规则层实现。

5. Netfilter（IPv4 侧）

net/ipv4/netfilter/ 含 iptables 兼容、defrag、NAT 片段 等；核心 hook 框架在 net/netfilter/（见 04 文档）。

Hook 点：NF_INET_PRE_ROUTING、LOCAL_IN、FORWARD、POST_ROUTING 等。

6. 隧道与特殊

目录/文件	功能
ip_tunnel.c	IPIP/GRE 等
xfrm4_*.c	IPsec 与 net/xfrm 协作
bpfilter/	实验性 iptables BPF 代理

7. RK3588 场景

• 板载以太网：默认 DHCP/静态 IP 走 ipv4 FIB + ARP；
• NAT/防火墙：netfilter + iptables-nft；
• WiFi STA：同一 ipv4 栈，接口为 wlan0；
• 性能：调整 tcp_congestion_control、netdev_max_backlog、somaxconn。

专文：rk3588-kernel-6.1-net-ipv4分析_zh.md

8. 小结

ipv4/ 是 RK3588 最常见 L3/L4 路径；与 drivers/net 分界在 ip_finish_output2 → 邻居解析 → 驱动发送。