我们知道在tcp/ip模型中，基本每一层都可以处理多重协议类型，那么当一个输入帧到达后，内核的每一层是如何来取得相应的处理函数呢？也就是说当我要把包传递给上层的时候，如何取得相应协议的处理函数。
我们这里先来看从二层如何把把数据传递给三层。
struct sk_buff {
....................................
__be16 protocol;
.....................................
};
在sk_buff中的protocol字段能够表示输入帧的3层的协议，或者输入帧的mac头。在内核里面，是在函数netif_receive_skb中，通过protocol域来决定在三层的协议，以及处理函数。
如果内核没有找到protocol所对应协议的处理函数，那么这个帧将会被丢掉。而且一个packet也有可能被分发到多个handler，举个例子，当packet sniffer运行的时候，这里的protocol域有时就会为ETH_P_ALL.此时就会放所有的包进入下一层。不过使用ETH_P_ALL一般只是为了监测网络设备或者debug。比如tcpdump。
来看下netif_receive_skb的代码片段：
int netif_receive_skb(struct sk_buff *skb)
{
......
rcu_read_lock();
......
type = skb->protocol;
list_for_each_entry_rcu(ptype,
&ptype_base[ntohs(type) & PTYPE_HASH_MASK], list) {
if (ptype->type == type &&
(ptype->dev == null_or_orig || ptype->dev == skb->dev ||
ptype->dev == orig_dev)) {
if (pt_prev)
ret = deliver_skb(skb, pt_prev, orig_dev);
pt_prev = ptype;
}
}
if (pt_prev) {
ret = pt_prev->func(skb, skb->dev, pt_prev, orig_dev);
} else {
......
}
out:
rcu_read_unlock();
return ret;
}
static inline int deliver_skb(struct sk_buff *skb, struct packet_type *pt_prev, struct net_device *orig_dev)
{
atomic_inc(&skb->users);
return pt_prev->func(skb, skb->dev, pt_prev, orig_dev);
}
我们可以看到最终会通过判断protocol来决定调用哪一个ptype，并调用相应的虚函数func,接下来我们就来看packet_type这个结构体，也就是所有的协议handler结构。首先来看它的整体结构：
static struct list_head ptype_base[PTYPE_HASH_SIZE] __read_mostly;
这里有一个全局的ptype_base，他是一个hash链表。它表示所有的协议handler结构。当通过dev_add_pack注册协议的时候就插入到相应的hashcode的相应链表。
static struct list_head ptype_all __read_mostly; /* Taps */
ptype_all也是一个全局链表，可以看到他完全是和ptype_base独立的。他就表示了ETH_P_ALL协议。
接下来就来看packet_type的结构
struct packet_type {
__be16 type; /* This is really htons(ether_type). */
struct net_device *dev; /* NULL is wildcarded here */
int (*func) (struct sk_buff *,
struct net_device *,
struct packet_type *,
struct net_device *);
struct sk_buff *(*gso_segment)(struct sk_buff *skb,
int features);
int (*gso_send_check)(struct sk_buff *skb);
void *af_packet_priv;
struct list_head list;
};
type表示了协议的类型，dev表示了那个设备的协议类型，如果是NULL，则表示是所有设备，比如tcpdum就能通过指定设备名来监测某个指定设备。func对应协议的处理函数。af_pack_priv，被PF_PACKET类型的socket所使用(具体看unix网络编程). list链表(也就是hash链表中，相同的桶所处的链表). 中间的两个gso开头的函数，可以自己去看下gso的相关资料。
来看下ip协议的注册,以及初始化：
static struct packet_type ip_packet_type = {
.type = __constant_htons(ETH_P_IP),
.func = ip_rcv,
.gso_send_check = inet_gso_send_check,
.gso_segment = inet_gso_segment,
};
static int __init inet_init(void)
{
.........................................
dev_add_pack(&ip_packet_type);
.........................................
}
可以看到在初始化函数中，调用dev_add_pack来上面定义的ip_packet_type加入到全局的hash链表中。
void dev_add_pack(struct packet_type *pt)
{
int hash;
spin_lock_bh(&ptype_lock);
///判断类型是否为ETH_P_ALL
if (pt->type == htons(ETH_P_ALL))
list_add_rcu(&pt->list, &ptype_all);
else {
///计算hash值
hash = ntohs(pt->type) & PTYPE_HASH_MASK;
///插入到相应的hash表位置
list_add_rcu(&pt->list, &ptype_base[hash]);
}
spin_unlock_bh(&ptype_lock);
}
而链路层得到相应的输入包的协议类型是通过eth_type_trans来实现的，可以随便看一下驱动的代码，当驱动调用netif_rx之前，都会先调用这个函数来得到protocol值。
先来看下不同的帧类型的区别： 
eth_type_trans有两个作用，一个是设置packet type,一个是设置协议类型。
其中packet type也就是skb->pkt_type字段，表示了链路层的数据类型，他可以为下面几种类型：
#define PACKET_HOST 0 /* To us */ #define PACKET_BROADCAST 1 /* To all */ #define PACKET_MULTICAST 2 /* To group */ #define PACKET_OTHERHOST 3 /* To someone else */ #define PACKET_OUTGOING 4 /* Outgoing of any type */
这里要注意的是PACKET_OTHERHOST类型，它表示这个帧不属于这个接收接口，可是他并不会立即被扔掉，当传递给高层的时候。它主要用来protocol sniffer.
/*
* This is an Ethernet frame header.
*/
///帧头的表示。
struct ethhdr {
unsigned char h_dest[ETH_ALEN]; /* destination eth addr */
unsigned char h_source[ETH_ALEN]; /* source ether addr */
__be16 h_proto; /* packet type ID field */
} __attribute__((packed));
__be16 eth_type_trans(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
{
struct ethhdr *eth;
unsigned char *rawp;
///一些初始化
skb->dev = dev;
skb_reset_mac_header(skb);
skb_pull(skb, ETH_HLEN);
eth = eth_hdr(skb);
if (is_multicast_ether_addr(eth->h_dest)) {
///判断是否为广播。
if (!compare_ether_addr(eth->h_dest, dev->broadcast))
///数据位广播
skb->pkt_type = PACKET_BROADCAST;
else
///多播
skb->pkt_type = PACKET_MULTICAST;
}
else if (1 /*dev->flags&IFF_PROMISC */ ) {
///主要用来网络的监测。
if (unlikely(compare_ether_addr(eth->h_dest, dev->dev_addr)))
skb->pkt_type = PACKET_OTHERHOST;
}
///通过上面的图我们知道大于1536为ethernet 类型的帧，因此直接返回h_proto。
if (ntohs(eth->h_proto) >= 1536)
return eth->h_proto;
rawp = skb->data;
///取数据位来判断是否是802.3的帧。
if (*(unsigned short *)rawp == 0xFFFF)
return htons(ETH_P_802_3);
/*
* Real 802.2 LLC
*/
return htons(ETH_P_802_2);
}