跟踪数据包通过内核 (linux)

Question

我有两台机器设置为使用 Ip-Security，机器 A（我们称它们为 A 和 B）有一个套接字，该套接字绑定到本地机器上的特定 UDP 端口，并且它经常轮询它以查看是否收到任何内容在它上面。

当我禁用 IP 安全性时，两台机器之间的数据可以正常传输，并且我可以正常发送和接收数据包。但是，当启用 Ip-Security 时，数据包不会到达由机器 B 发送的机器 A 上的套接字。

我在两台机器上执行 tcpdump，我可以看到（加密的）数据包正在发送从机器 B 发出并在机器 A 上接收。但此后，数据包进入内核，并且在数据包解密或其他阶段的某个位置，数据包被丢弃。

我希望能够在数据包通过内核时跟踪它并查看它被丢弃的位置。是否有一些 /proc 我可以用于此目的？我能想到的另一种方法是在整个内核中插入调试语句并重新编译它，然后尝试再次发送数据包并进行调试。

感谢并抱歉发了这么长的信息，但这是必要的。

Answer 1

是的，正如 Dan 所说，SystemTap 很有用。但我最喜欢的是 ftrace。

供参考：

linux内核中UDP数据包的路径

因此，为了跟踪一般的网络流量，请将以下内容放入 bash shell 中并以 root 身份运行：

mkdir /debug
mount -t debugfs nodev /debug
mount -t debugfs nodev /sys/kernel/debug
echo '*' >/debug/tracing/set_ftrace_filter
echo function_graph >/debug/tracing/current_tracer
echo 1 >/debug/tracing/tracing_on
sleep 20
echo 0 >/debug/tracing/tracing_on
cat /debug/tracing/trace > /tmp/tracing.out$

等等接收入口路径：

 5)               |              tcp_recvmsg() {
 5)               |                lock_sock_nested() {
 5)   0.042 us    |                  _cond_resched();
 5)               |                  _raw_spin_lock_bh() {
 5)   0.040 us    |                    local_bh_disable();
 5)   0.414 us    |                  }
 5)   0.040 us    |                  _raw_spin_unlock();
 5)   0.040 us    |                  local_bh_enable();
 5)   1.814 us    |                }
 5)               |                skb_copy_datagram_iovec() {
 5)   0.042 us    |                  _cond_resched();
 5)   0.588 us    |                }
 5)   0.042 us    |                tcp_rcv_space_adjust();
 5)               |                __kfree_skb() {
 5)               |                  skb_release_all() {
 5)               |                    skb_release_head_state() {
 5)   0.044 us    |                      sock_rfree();
 5)   0.670 us    |                    }
 5)               |                    skb_release_data() {
 5)               |                      put_page() {
 5)   0.049 us    |                        put_compound_page();
 5)   0.449 us    |                      }

这是：

Netlink 处理：

 6)               |          rtnetlink_rcv() {
 6)               |            mutex_lock() {
 6)   0.090 us    |              _cond_resched();
 6)   1.455 us    |            }
 6)               |            netlink_rcv_skb() {
 6)               |              rtnetlink_rcv_msg() {
 6)   0.150 us    |                mutex_unlock();
 6)               |                __netlink_dump_start() {
 6)               |                  netlink_lookup() {
 6)   0.091 us    |                    _raw_read_lock();
 6)   0.100 us    |                    netlink_compare();
 6)   1.791 us    |                  }
 6)               |                  mutex_lock() {
 6)   0.095 us    |                    _cond_resched();
 6)   0.913 us    |                  }
 6)   0.100 us    |                  try_module_get();
 6)   0.090 us    |                  mutex_unlock();

这就是入口也是：

 3)               |                                                tcp_v4_rcv() {
 3)               |                                                  sk_filter() {
 3)               |                                                    security_sock_rcv_skb() {
 3)   0.076 us    |                                                      cap_socket_sock_rcv_skb();
 3)   0.867 us    |                                                    }
 3)   1.630 us    |                                                  }
 3)   0.076 us    |                                                  _raw_spin_lock();
 3)   0.477 us    |                                                  tcp_prequeue();
 3)               |                                                  tcp_v4_do_rcv() {
 3)   0.088 us    |                                                    tcp_md5_do_lookup();
 3)   0.109 us    |                                                    tcp_parse_md5sig_option();
 3)   0.072 us    |                                                    ipv4_dst_check();
 3)               |                                                    tcp_rcv_established() {
 3)   0.076 us    |                                                      tcp_parse_aligned_timestamp.part.34();
 3)               |                                                      tcp_queue_rcv() {
 3)               |                                                        tcp_try_coalesce.part.41() {
 3)   0.835 us    |                                                          skb_try_coalesce();
 3)   1.722 us    |                                                        }
 3)   2.637 us    |                                                      }

这是出口（从系统调用“sendmsg()”开始）：

 5)               |  SyS_sendmsg() {
 5)               |    __sys_sendmsg() {
 5)               |      sockfd_lookup_light() {
 5)   0.080 us    |        fget_light();
 5)   0.502 us    |      }
 5)               |      ___sys_sendmsg() {
 5)   0.117 us    |        copy_msghdr_from_user();
 5)   0.101 us    |        verify_iovec();
 5)               |        sock_sendmsg() {
 5)               |          security_socket_sendmsg() {
 5)               |            apparmor_socket_sendmsg() {
 5)   0.092 us    |              aa_revalidate_sk();
 5)   0.580 us    |            }
 5)   1.044 us    |          }
 5)               |          unix_stream_sendmsg() {
 5)   0.113 us    |            wait_for_unix_gc();
 5)               |            security_socket_getpeersec_dgram() {
 5)   0.044 us    |              apparmor_socket_getpeersec_dgram();
 5)   0.479 us    |            }
 5)               |            sock_alloc_send_pskb() {
 5)               |              __alloc_skb() {
 5)               |                kmem_cache_alloc_node() {
 5)   0.042 us    |                  _cond_resched();
 5)   0.648 us    |                }
 5)               |                __kmalloc_reserve.isra.27() {
 5)               |                  __kmalloc_node_track_caller() {
 5)   0.074 us    |                    kmalloc_slab();
 5)   0.040 us    |                    _cond_resched();
 5)   0.504 us    |                    __slab_alloc();
 5)   1.878 us    |                  }
 5)   2.276 us    |                }
 5)   0.175 us    |                ksize();
 5)   4.217 us    |              }

希望你喜欢......

Answer 2

请参阅名为 SystemTap 的项目。它允许您将用户友好的脚本插入任何内核代码，而无需重新编译内核。例如：

probe function("ip_rcv").call {
    printf("%d:   ->ip_rcv()\n", gettimeofday_ms()) 
}

它将为网络层中每个收到的数据包发出内核打印。当然，您需要阅读源代码才能更深入地了解网络堆栈。

SystemTap 非常有能力，并且对可以插入的各种钩子有详细的记录。