时间戳传出数据包

Question

我正在尝试获取传出数据包的准确时间戳（使用原始套接字发送）。根据Linux/Documentation/networking/timestamping.txt，“对于发送时间戳，传出的数据包将循环回套接字的错误队列，并附上发送时间戳。可以使用 recvmsg(flags=MSG_ERRQUEUE) 接收它。”。

不幸的是，recvmsg 在原始套接字上调用时总是返回-1（使用socket(PF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW) 创建并且SO_TIMESTAMP 设置为1 和setsockopt）。我究竟做错了什么？有没有更好的方法来获取传出数据包的准确时间戳？

附录（信息）：

我还尝试从通过 UDP 套接字发送的数据包中获取时间戳（源代码如下），recvmsg 返回-1：错误是“资源暂时不可用”（EAGAIN）。

附录（源代码）：

#include <arpa/inet.h>
#include <linux/net_tstamp.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

void die(char* s)
{
    perror(s);
    exit(1);
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    char* destination_ip = "10.0.0.1";
    int destination_port = 1234;

    int sock;
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)) < 0) {
        die("socket()");
    }

    int timestamp_flags = SOF_TIMESTAMPING_TX_SOFTWARE;
    if (setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_TIMESTAMPING, &timestamp_flags, sizeof(timestamp_flags)) < 0) {
        die("setsockopt()");
    }

    struct sockaddr_in si_server;
    memset(&si_server, 0, sizeof(si_server));
    si_server.sin_family = AF_INET;
    si_server.sin_port = htons(destination_port);
    if (inet_aton(destination_ip, &si_server.sin_addr) == 0) {
        die("inet_aton()");
    }

    const int buffer_len = 256;
    char buffer[buffer_len];

    const int n_packets = 10;
    for (int i = 0; i < n_packets; ++i) {
        sprintf(buffer, "Packet %d", i);
        if (sendto(sock, buffer, buffer_len, 0, (const sockaddr*) &si_server, sizeof(si_server)) < 0) {
            die("sendto()");
        }

        // Obtain the sent packet timestamp.
        char data[256];
        struct msghdr msg;
        struct iovec entry;
        struct sockaddr_in from_addr;
        struct {
            struct cmsghdr cm;
            char control[512];
        } control;
        int res;

        memset(&msg, 0, sizeof(msg));
        msg.msg_iov = &entry;
        msg.msg_iovlen = 1;
        entry.iov_base = data;
        entry.iov_len = sizeof(data);
        msg.msg_name = (caddr_t)&from_addr;
        msg.msg_namelen = sizeof(from_addr);
        msg.msg_control = &control;
        msg.msg_controllen = sizeof(control);        
        if (recvmsg(sock, &msg, MSG_ERRQUEUE) < 0) {
            die("recvmsg()");
        }
    }
    return 0;
}

Answer 1

查看Linux内核源代码，我发现负责将包含数据包时间戳的消息放入错误队列的函数是skb_tx_timestamp。这个函数应该由网卡驱动调用，不幸的是，e1000 驱动没有调用它（硬件时间戳也有类似的函数，但这显然取决于支持它的网卡驱动）。

根据去年 9 月的 this NetDev discussion，“没有驱动程序调用 skb_tx_timestamp()”和“您需要调整 NIC 驱动程序才能使用此 TX 时间戳”。在e1000_main.c 上添加对skb_tx_timestamp 到e1000_xmit_frame 的调用后，我能够获取传出数据包的时间戳（通过UDP 套接字）。不过，我无法获得原始套接字上传出数据包的时间戳（我仍然得到EAGAIN）。

Answer 2

很难知道您做错了什么，因为我们看不到您的代码。

但是： 文档说SO_TIMESTAMP 用于传入数据包，而SO_TIMESTAMPING 用于传出数据包。

内核文档包含一个完整的示例，您可以将其用作基础 - 尽管它使用的是 UDP，但您应该能够将其调整为使用 RAW 套接字。 查看linux内核Documentation/networking/timestamping/timestamping.c

编辑：似乎没有普遍支持传输时间戳，例如here。即使在今天，也只有少数 nic 驱动程序实现了软件支持，而少数具有硬件支持。

Answer 3

sock_tx_timestamp 仅在当前内核代码中为 SOCK_DGRAM 套接字调用。

顺便说一句，文档 Documentation/networking/timestamping/timestamping.c 不是很准确。

SO_TIMESTAMP / SO_TIMESTAMPNS / SO_TIMESTAMPING / SIOCGSTAMP / SIOCGSTAMPNS 是相似的。它们中的任何一个都将使应用程序能够获取接收到的数据包的时间戳。

使用 SOF_TIMESTAMPING_TX_SOFTWARE，上述任何一个标志都会在 MSG_ERRQUEUE 中为应用程序提供一个 CMSG，指示发送数据包的时间戳。

但是 SOF_TIMESTAMPING_RX_SOFTWARE 根本没用。它甚至不能用于禁用接收数据包的时间戳报告。

Answer 4

我认为，您必须将时间戳标记作为

int timestamp_flags |= SOF_TIMESTAMPING_TX_SOFTWARE;
timestamp_flags |= SOF_TIMESTAMPING_SOFTWARE;

在从 msg 队列错误中获取数据之前，您还必须检查所有系统调用的 strerror。这将帮助您摆脱 EAGAIN 消息。