MPTCP 原始碼分析(四) 傳送和接收資料

lxgeek發表於2015-03-11
TCP原始碼
簡述：
     MPTCP在傳送資料方面和TCP的區別是可以從多條路徑中選擇一條
路徑來傳送資料。MPTCP在接收資料方面與TCP的區別是子路徑對無序包
進行重排後，MPTCP的mpcb需要多所有子路徑的包進行排序。檢視圖1可知。
                                   +-------------------------------+
                                   |           Application         |
      +---------------+            +-------------------------------+
      |  Application  |            |             MPTCP             |
      +---------------+            + - - - - - - - + - - - - - - - +
      |      TCP      |            | Subflow (TCP) | Subflow (TCP) |
      +---------------+            +-------------------------------+
      |      IP       |            |       IP      |      IP       |
      +---------------+            +-------------------------------+

      Figure 1: Comparison of Standard TCP and MPTCP Protocol Stacks
 
 
資料序號對映(Data Sequence Mapping) 
     由於所有的資料會通過不同的子路徑傳送，在接收端MPTCP需要對資料進行重新排序。
因此我們需要資料序號對映。資料序號對映定義從子路徑序列空間到資料序列空間的對映。
子路徑的序列空間是子路徑自身的序列號，而資料序列空間維護著所有需傳送的資料。如下圖
　　紅色子路徑上的子路徑序號分別是1、2，其資料序號是1000、1002。而下面的藍色的子路徑上的子路徑序號和
資料序號分別是200，1001。這說明從下面的藍色子路徑已經傳送了199個報文，而上面的紅色子路徑才開始傳送。
在MPTCP協議定義如下：
                      1                   2                   3
      0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
     +--------------------------------------------------------------+
     |                                                              |
     |                Data Sequence Number (8 octets)               |
     |                                                              |
     +--------------------------------------------------------------+
     |              Subflow Sequence Number (4 octets)              |
     +-------------------------------+------------------------------+
     |  Data-Level Length (2 octets) |        Zeros (2 octets)      |
     +-------------------------------+------------------------------+
 
 
核心中的實現：
     函式mptcp_write_dss_mapping對 Data Sequeue Number  和  Subflow Sequence Number進行了賦值。實現如下：
"net/mptcp/mptcp_output.c" line 318 of 1667
318 static int mptcp_write_dss_mapping(struct tcp_sock *tp, struct sk_buff *skb,
319                    __be32 *ptr)
320 {
321     struct tcp_skb_cb *tcb = TCP_SKB_CB(skb);
322     __be32 *start = ptr;
323     __u16 data_len;
324
325     *ptr++ = htonl(tcb->seq); /* data_seq */
326
327     /* If it's a non-data DATA_FIN, we set subseq to 0 (draft v7) */
328     if (mptcp_is_data_fin(skb) && skb->len == 0)
329         *ptr++ = 0; /* subseq */
330     else
331         *ptr++ = htonl(tp->write_seq - tp->mptcp->snt_isn); /* subseq */
332
第325行和331行分別對子路徑序號和資料序號進行了賦值。
###
data_seq and subseq
The mapping is identify by the relative subflow seq, the data seq and
the data len. Basically, it means that isn+sub_seq->isn+sub_seq+len at
the subflow-level corresponds to data_seq->data_seq+len at the
connection-level.
###
 
資料接收中的重組
     核心使用三種佇列接收資料，分別是：Backlog queue(sk->backlog)、Prequeue queue(tp->ucopy.prequeue)
和 Receive queue (sk->receeive_queue)。MPTCP的實現增加了一個新的佇列out-of-order queue對於各個子路徑
收到的資料進行重組。核心中 tcp_v4_rcv()的關鍵實現如下：
"net/ipv4/tcp_ipv4.c" line 1735 of 2581
1735     if (mptcp(tcp_sk(sk))) {
1736         meta_sk = mptcp_meta_sk(sk);
1737 
1738         bh_lock_sock_nested(meta_sk);
1739         if (sock_owned_by_user(meta_sk))
1740             skb->sk = sk;
1741     } else {
1742         meta_sk = sk;
1743         bh_lock_sock_nested(sk);
1744     }
1745 
1746     ret = 0;
1747     if (!sock_owned_by_user(meta_sk)) {
1748 #ifdef CONFIG_NET_DMA
1749         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(meta_sk);
1750         if (!tp->ucopy.dma_chan && tp->ucopy.pinned_list)
1751             tp->ucopy.dma_chan = net_dma_find_channel();
1752         if (tp->ucopy.dma_chan)
1753             ret = tcp_v4_do_rcv(sk, skb);
1754         else
1755 #endif
1756         {
1757             if (!tcp_prequeue(meta_sk, skb))
1758                 ret = tcp_v4_do_rcv(sk, skb);
1759         }
1760     } else if (unlikely(sk_add_backlog(meta_sk, skb,
1761                        meta_sk->sk_rcvbuf + meta_sk->sk_sndbuf))) {
1762         bh_unlock_sock(meta_sk);
1763         NET_INC_STATS_BH(net, LINUX_MIB_TCPBACKLOGDROP);
1764         goto discard_and_relse;
1765     }
1766     bh_unlock_sock(meta_sk);
View Code
從第1757和1760可以看出skb只進入meta的backlog和prequeue，而和子路徑的sock沒有什麼關係。因此，我們得出包的入隊操作如下：
1.進入meta_sk的backlog
2.進入meta_sk的prequeue
3.進入子路徑的receive_queue
第1和2種入隊操作後續操作和正常TCP一致，如果是第3種情況，後續將通過函式mptcp_queue_skb()進入tcp_sk(meta_sk)->out_of_order_queue。
 
結論：
1.MPTCP利用自身的Data Sequeue Number  和  Subflow Sequence Number進行了資料在各種子路徑間的傳輸。此實現獨立於TCP。
2.為了實現子路徑的資料重組，MPTCP利用了佇列out_of_order_queue。
 
   
 
 
問題：
1. DATA_ACK作用是？




The Data ACK is analogous to the behavior of the  standard TCP


 cumulative ACK -- indicating how much data has been  successfully received (with no holes). The Data ACK specifies the next data sequence number it expects to


receive.




















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