zebra,中文翻译是斑马,于是我打开了宋冬野的《斑马,斑马》作为BGM来完成这个篇章,嘿嘿,小资一把!

zebra姑且戏称它是quagga项目的大内总管。

因为它负责管理其他所有协议进程的路由信息的更新与交互,并负责与内核交换信息,如下的架构:

 +----+  +----+  +-----+  +-----+
|bgpd| |ripd| |ospfd| |zebra|
+----+ +----+ +-----+ +-----+
|
+---------------------------|--+
| v |
| UNIX Kernel routing table |
| |
+------------------------------+

好了,简介完了,开始看代码吧:

1、zebra作为其他协议进程的服务端:

 /* Make zebra server socket, wiping any existing one (see bug #403). */
void
zebra_zserv_socket_init(char *path) {
#ifdef HAVE_TCP_ZEBRA
zebra_serv();
#else
zebra_serv_un(path ? path : ZEBRA_SERV_PATH);
#endif /* HAVE_TCP_ZEBRA */
}

zebra绑定了(loopback,2600)的地址和端口,并开始监听socket,同时加入到thread事件ZEBRA_SERV当中,来接收客户端发送过来的路由信息:

 accept_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, );

 addr.sin_family = AF_INET;

 addr.sin_port = htons(ZEBRA_PORT);
#ifdef HAVE_STRUCT_SOCKADDR_IN_SIN_LEN
addr.sin_len = sizeof(struct sockaddr_in);
#endif /* HAVE_STRUCT_SOCKADDR_IN_SIN_LEN */
addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_LOOPBACK); ret = bind(accept_sock, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(struct sockaddr_in)); ret = listen(accept_sock, ); zebra_event(ZEBRA_SERV, accept_sock, NULL);

2、客户端(比如isis协议):

2.1 创建客户端,并在初始化加入到thread事件调度当中去。

 void
isis_zebra_init(struct thread_master *master) {
zclient = zclient_new(master);
zclient_init(zclient, ZEBRA_ROUTE_ISIS); ...... return;
}
 void
zclient_init (struct zclient *zclient, int redist_default)
{
int i;
/* Enable zebra client connection by default. */
zclient->enable = ;
/* Set -1 to the default socket value. */
zclient->sock = -;
.....
zclient_event (ZCLIENT_SCHEDULE, zclient);
}  
 static void
zclient_event(enum event event, struct zclient *zclient) {
switch (event) {
case ZCLIENT_SCHEDULE:
if (!zclient->t_connect) zclient->t_connect =
thread_add_event(zclient->master, zclient_connect, zclient, );
break;
......
}
}

2.2 在zclient_connect里调用zclient_socket完成客户端sock的初始化:

 int zclient_socket_connect(struct zclient *zclient) {
#ifdef HAVE_TCP_ZEBRA
zclient->sock = zclient_socket();
#else
zclient->sock = zclient_socket_un(zclient_serv_path_get());
#endif
return zclient->sock;
}
 static int
zclient_socket(void) {
int sock;
int ret;
struct sockaddr_in serv; /* We should think about IPv6 connection. */
sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, );
if (sock < ) return -; /* Make server socket. */
memset(&serv, , sizeof(struct sockaddr_in));
serv.sin_family = AF_INET;
serv.sin_port = htons(ZEBRA_PORT);
#ifdef HAVE_STRUCT_SOCKADDR_IN_SIN_LEN
serv.sin_len = sizeof(struct sockaddr_in);
#endif /* HAVE_STRUCT_SOCKADDR_IN_SIN_LEN */
serv.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_LOOPBACK); /* Connect to zebra. */
ret = connect(sock, (struct sockaddr *)&serv, sizeof(serv));
if (ret < ) {
close(sock);
return -;
}
return sock;
}

嗯,服务端和客户端就这样完成了tcp通信连接,其他的客户端(如bgpd,ospfd等等)都是调用zclient_socket完成连接,代码复用了哦!

3、下面来看看作为大内总管,zebra如何处理日常事务:

首先是在thread的调度中,增加了read事件(可以看到整个系统,都是由thread模块在在暗中维持的运转)

 thread_add_read(zebrad.master, zebra_client_read, client, sock);
 /* Handler of zebra service request. */
static int
zebra_client_read(struct thread *thread) {
......
command = stream_getw(client->ibuf); ..... switch (command) {
..... case ZEBRA_IPV4_ROUTE_ADD:
zread_ipv4_add(client, length, vrf_id);
break;
case ZEBRA_IPV4_ROUTE_DELETE:
zread_ipv4_delete(client, length, vrf_id);
break;
......
default:
zlog_info("Zebra received unknown command %d", command);
break;
} ...... zebra_event(ZEBRA_READ, sock, client);
return ;
}

如上述代码,从消息内容中读取到对应事件号,比如ZEBRA_IPV4_ROUTE_ADD,ZEBRA_IPV4_ROUTE_DELETE,即是增加ipv4路由和删除ipv4路由。

4、再来看看大内总管(zebra)如何与皇上(内核)交互的:

在main里对这个过程做了初始化,函数是rib_init。

 /* Routing information base initialize. */
void
rib_init(void)
{
rib_queue_init(&zebrad);
} /* fill in the work queue spec */
zebra->ribq->spec.workfunc = &meta_queue_process;

上面代码创建一个工作队列,作为thread调度模块的一个低等级的后台调度(THREAD_BACKGROUND)执行的任务。在meta_queue_process函数里处理各个子队列:

 /* Dispatch the meta queue by picking, processing and unlocking the next RN from
* a non-empty sub-queue with lowest priority. wq is equal to zebra->ribq and data
* is pointed to the meta queue structure.
*/
static wq_item_status
meta_queue_process(struct work_queue *dummy, void *data)
{
struct meta_queue *mq = data;
unsigned i; for (i = ; i < MQ_SIZE; i++) if (process_subq(mq->subq[i], i))
{
mq->size--;
break;
}
return mq->size ? WQ_REQUEUE : WQ_SUCCESS;
}

process_subq函数里调用rib_process函数,即开始了对路由信息的处理,整个内核的路由的新旧比较与更新:

 int
kernel_route_rib (struct prefix *p, struct rib *old, struct rib *new)
{
int route = ; if (zserv_privs.change(ZPRIVS_RAISE))
zlog (NULL, LOG_ERR, "Can't raise privileges"); if (old)
route |= kernel_rtm (RTM_DELETE, p, old); if (new)
route |= kernel_rtm (RTM_ADD, p, new); if (zserv_privs.change(ZPRIVS_LOWER))
zlog (NULL, LOG_ERR, "Can't lower privileges"); return route;
}

可以看到,最后使用netlink通信来更新内核的路由信息。

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