linux内核发包工具pktgen

pktgen使用说明

内核路径 net/core/pktgen.c
作者对于pktgen的介绍：原作者编写的pdf介绍

pktgen.c 原理介绍

pktgen运用了proc 文件系统特征来实现用户和内核的交互，用户通过向proc中传输数据，内核接收到数据后进行解析按照预定义的操作执行，添加端口，填充报文，通过内核发包接口dev_queue_xmit/netdev_start_xmit 发送给网卡，省去了从用户态发包的大部分流程（发包流程介绍，引用）。

代码分析：加载pktgen.ko内核模块，module_init(pg_init); 会发现多了跟cpu core数相等的kpktgend_%d 内核线程，

static struct pernet_operations pg_net_ops = {.init = pg_net_init,.exit = pg_net_exit,.id   = &pg_net_id,.size = sizeof(struct pktgen_net),
};

然后配置时候主要涉及三个文件节点的操作，对相应节点文件做读写操作的时候触发对应的proc ops

kpktgend_%d

安装了内核模块以后，在/proc/net/pktgen/目录下面会创建对应的文件，对应的操作定义为

static const struct proc_ops pktgen_thread_proc_ops = {.proc_open   = pktgen_thread_open,.proc_read    = seq_read,.proc_lseek = seq_lseek,.proc_write    = pktgen_thread_write,.proc_release    = single_release,
};

pktgen_thread_write 在多add device的操作的时候会在/proc/net/pktgen/ 下添加对应的网卡名称命名的文件例如：/proc/net/pktgen/eth0

网口节点

static const struct proc_ops pktgen_if_proc_ops = {.proc_open   = pktgen_if_open,.proc_read    = seq_read,.proc_lseek = seq_lseek,.proc_write    = pktgen_if_write,.proc_release    = single_release,
};
通过pktgen_if_write 来实现对报文内容和发包逻辑的配置

pgctrl

static const struct proc_ops pktgen_proc_ops = {.proc_open  = pgctrl_open,.proc_read   = seq_read,.proc_lseek = seq_lseek,.proc_write    = pgctrl_write,.proc_release   = single_release,
};

通过对pgctrl的控制来实现线程发包的开始，停止，重启。

使用场景

没有测试仪器的情况下对网卡，路由器，交换机等网络设备的带宽进行测试，根据包长不同会有不同表现，1500 包长达到10G测试下来没问题
特殊场景，绕过协议栈等上层的处理进行发包的需求