BSD分组过滤器BPF简介及应用

"TCP-IP卷2-31_BPF_BSD分组过滤协议" TCP/IP卷2中的第31章详细介绍了BPF（BSD分组过滤协议），这是一种用于在网络接口层过滤数据流的软件设备。BPF允许应用程序通过打开/dev/bpfX设备（X为0、1等）来读取过滤后的网络数据。由于每个BPF设备都有8192字节的缓冲区，系统管理员通常会限制可使用的BPF设备数量。如果打开设备时返回EBUSY，意味着设备已被占用，应用程序应尝试打开下一个可用的BPF设备。 BPF设备的配置可以通过ioctl命令完成，这包括将其关联到特定的网络接口，并安装过滤程序。这样，只有符合过滤规则的分组才会被接收。BPF工作在数据链路层，处理包含链路层头部的帧。其通常用于诊断工具，如tcpdump，以观察本地网络上的流量。用户可能对特定主机间的通信、特定协议或特定TCP连接感兴趣，BPF的过滤程序可以实现这些需求。 BPF的过滤程序基于一种伪指令集，但具体实现超出了本书的讨论范围，有兴趣的读者可以参考bpf(4)手册页和相关文献，如[McCanne and Jacobson 1993]。 在实现BPF设备驱动程序时，涉及到了三个主要的代码组件： 1. `net/bpf.h`：包含了BPF相关的常量定义，这些常量定义了过滤程序的操作和数据类型。 2. `net/bpf_desc.h`：定义了BPF的结构体，这些结构体用于描述BPF设备的状态和过滤规则。 3. `net/bpf.c`：实现了BPF设备的支持代码，包括设备的打开、配置、数据的读取和写入等功能。 当网络接口如以太网、SLIP或环回接口的驱动程序调用`bpfattach`时，它们会被配置为支持BPF。这样，数据分组可以在驱动程序和网络接口之间通过BPF过滤器进行传递。在驱动程序中，BPF设备会拦截分组，由过滤程序决定是否允许分组通过，然后将被接受的分组提供给应用程序或将其放入网络接口队列。 BPF的灵活性和强大的过滤能力使其成为网络监控和故障排查的重要工具，同时也为开发者提供了深入洞察网络活动的手段。通过对BPF的深入理解和使用，可以有效地管理和分析网络流量，提升网络安全性和性能。