Linux bridge是Linux内核中虚拟网桥的一个实现，它与OpenvSwitch都实现交换机功能，但比后者简单一些，只实现了最简单的二层功能，而没有ovs下诸如QoS，OpenFlow，netconf等等复杂的功能。本文主要参考《深入理解Linux网络技术内幕》，更像一个读书笔记性质的小结。
虚拟网桥是定义在真实设备之上的一个抽象设备，当该真实设备发生状态变化，则Linux bridge会受到影响。netdevice通知链向内核注册br_device_event回调函数，任何真实设备的变动会触发该回调函数。
下图是在有无网桥情况下收发包的示意图。在设备上传输数据是通过dev_queue_xmit执行的，它会调用设备驱动函数hard_start_xmit进行发包，中间有一些查找发包的过程。dev_queue_xmit可以通过eth2接口进行发送，也可以调用br0进行发送，后者绑定了两个接口eth0和eth1。同理收包。下面将会具体进行介绍。
下图是主要的结构图。其中:
net_bridge_fdb_entry为转发数据库的记录项，每个mac learning后的地址都会有个这样的记录。net_device表示网络设备，比如bridge, router等等net_bridge表示网桥net_bridge_port表示网桥端口
左侧为网桥结构，port_list指示网桥的端口list，每个list为net_bridge_port结构体，其dev指向该端口所绑定的设备，br指向端口所属的网桥。网桥结构内含一个哈希表，存储学到的转发表项net_bridge_fdb_entry，其dst指向网桥端口，age_list表示老化时间。
网桥和网桥端口的创建与删除
网桥设备的建立和删除分别通过br_add_bridge和br_del_bridge，网桥端口的添加和删除是br_add_if和br_del_if。注意以上四个函数运行加Netlink routing锁。br_add_bridge新建网桥主要调用new_bridge_dev完成创建：
- 分配一个
net_device数据结构并初始化。 - 初始化私有数据结构。
- 初始化网桥优先权为默认值，32768(0x8000)。
- 初始化指定网桥ID，根路径开销以及根端口。
- 初始化老化时间，默认5min。
- 用
br_stp_timer_init函数初始化每个网桥的定时器。
注意，网桥端口和NIC是一一对应的，以下显示了br_add_if主要流程，图中dev_set_promiscuity为设置混杂模式，该模式下可以捕获所有LAN网络数据，即使不是发给本机，而且当网桥转发帧时，也需要进入混杂模式。
转发数据库
该数据库嵌入在net_bridge数据结构中，并被定义成一个hash表，对于网桥的任何端口上所学到的每个mac地址，会为其在该数据库中插入一个net_bridge_fdb_entry数据结构实例。
转发数据库中得记录是通过mac地址来标识的。查询这个表包括用br_mac_hash选出正确的hash表bucket，以及浏览bucket中得net_bridge_fdb_entry实例列表，找出第一个和指定mac地址相匹配的数据项。
由于br_fdb_get查询转发数据库可能把结果缓存起来，所以每个数据项都会指定一个引用计数。当查询成功时，br_fdb_get会将其增1。当调用函数不再需要引用查询结果时，就应当用br_fdb_put将其减1。当计数为0时，br_fdb_put将会释放net_bridge_fdb_entry。
在创建一个网桥端口时，br_add_if通过br_fdb_insert函数把被绑定的设备的mac地址加入到转发数据库。对于可以添加到转发数据库的数据项的数目目前没有限制，目前，这可能会让系统遭受DOS攻击。
收包主要过程
- 包从入口进入到真实设备到bridge，触发
netif_receive_skb。若内核不支持桥接，handle_bridge将被设为NULL，并且netif_receive_skb会把入口帧交给上层协议去处理。若内核支持桥接，当bridge收到包，将会调用handle_bridge进行入口帧处理。 handle_bridge调用br_handle_frame_hook处理该帧，当初始化桥接模块时，该函数指针指向br_handle_frame。br_handle_frame判断端口状态及STP状态，更新转发数据库，进行mac learning。注意，该函数跨越了NETFILTER中第一个钩子函数NF_BR_PRE_ROUTING。如下图所示：
br_handle_frame调用br_handle_frame_finish判断报文类型：单播，广播，组播，并查转发表，以及决定是否交给本地协议栈，若是，调用br_pass_frame_up。如下图所示：
br_pass_frame_up越过另外一个NETFILTER钩子函数：NF_BR_LOCAL_IN，然后调用br_pass_frame_up_finish。br_pass_frame_up_finish中，skb->dev的值会被端口所值的网络设备替换，并且再次调用netif_receive_skb。此时，handle_bridge看到的设备已经不是bridge，因此会把该帧交给正确的协议处理函数。
参考
《深入理解Linux网络技术内幕》