「应用篇」MTK7621 HWNAT 学习分享

名词解释

PPE-PacketProcessingEngine

FOE-FrameOffloadEngine

PDMA-PacketDMA

现在LEDE上已经对UBNTERX支持了，但是其中对性能有很大提高的HNAT（HardwareNAT）功能还没有实现；这里就尝试把HNAT的支持移植到ERX上，以此来了解MT7621的HWNAT功能。

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CPU

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PDMA

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PPE

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GMAC1|GMAC2

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port6|port5

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port0,1,2,3,4

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在目前的LEDE代码里面只用了GMAC1，也就是port5与GMAC2之间的link是forcedown的

PPEEnabled:GMAC-PPE-CPU

PPEDisabled:GMAC-CPU

第一个包packetflow：

port0（或1,2,3,4）-switch-port6-GMAC1-PPE;到此packet被送到PPE模块；

PPE模块根据packet的，SRCIP:Port和DSTIP:Port，算得一个HASHID，并把该HASHID存到RXBD里面并由后续的驱动存到skb-cb里面，这个HASHID是后面驱动处理的关键信息；

PPE模块里面有4K条FOEentry用来记录每条NATsession；上面算出来的HASHID就是用来索引这里的FOEentry的；同时FOEentry也会记录数据包的SRCIP:Port和DSTIP:Port；

由于这是第一个packet，因此此条flow的状态是未命中，未命中的情况是要送到CPU由软件去处理的；

至此，送至PDMA并产生中断，让CPU来处理这个包；

CPU正常处理该报文，上送协议栈，并做正常的software的NAT，这些没什么不同；

CPU软件的NAT做完之后，要通过以太网再发出去，在以太网驱动的xmit函数里面有个hook_tx,这就是关键所在，重要的工作都是在hook_tx完成的；

在TXhook里面，分析skb的数据，因为此时的skb已经是经过NAT之后的IP和Port了;同时，由于skb是转发的情况，skb的data和header都是zerocopy的，也就意味着可以从skb的cb里面取出在上面存入的HASHID；

根据取出的HASHID通过查找foeentry可以找到该数据包NAT之前的SRCIP:Port和DSTIP:Port，然后根据现在的数据包内的数据可以找出NAT之后的SRCIP:Port和DSTIP:Port；这样NAT之前和之后的SRCIP:Port和DSTIP:Port都有了，这就是一条完整的NATsession了；

PPE也就知道该如何做NAT了，接下来在收到同样的packet，PPE就照葫芦画瓢的做NAT就是了；同时该条FOEentry的状态也会被设置为bind；

FOEentry的一个例子：

[187768.931427]==========FlowTableEntry=2146(af1a9ea0)===============

[187768.944780]-----------------FlowInfo------------------

[187768.955878]InformationBlock1:21515D76

[187768.964014]InformationBlock2:0003F020

[187768.972157]CreateIPv4HNAPTentry

[187768.979273]IPv4OrgIP/Port:172.16.2.8:59188-192.168.31.231:5001

[187768.991922]IPv4NewIP/Port:192.168.31.92:59188-192.168.31.231:5001

[187769.005089]DMAC=94:DE:80:0A:6C:FCSMAC=78:8A:20:09:08:23

[187769.016001]=========================================

[187769.016001]

[187769.029379]==========FlowTableEntry=1970(af1a67a0)===============

[187769.042710]-----------------FlowInfo------------------

[187769.053794]InformationBlock1:21515D76

[187769.061940]InformationBlock2:0003F020

[187769.070084]CreateIPv4HNAPTentry

[187769.077199]IPv4OrgIP/Port:192.168.31.231:5001-192.168.31.92:59188

[187769.090359]IPv4NewIP/Port:192.168.31.231:5001-172.16.2.8:59188

[187769.103002]DMAC=B8:AC:6F:25:8D:8ASMAC=78:8A:20:09:08:22

[187769.113909]=========================================

[187769.113909]

root@asmc:/

bind完成之后的packageflow：

port0（或1,2,3,4）-switch-port6-GMAC1-PPE

PPEcheckthestatus为hitbind，则PPE按照FOEentry里面的描述做对应的NAT，并发送到对应的port（这里是GMAC1）；就不必打扰CPU了；