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前言 本文主要记录 Linux 内核网络协议栈的运行原理 数据报文的封装与分用 image.png 封装：当应用程序用 TCP 协议传送数据时，数据首先进入内核网络协议栈中，然后逐一通过 TCP/IP...image.png Linux 内核网络协议栈 协议栈的全景图 image.png 协议栈的分层结构 image.png image.png 逻辑抽象层级： 物理层：主要提供各种连接的物理设备，如各种网卡...此函数为协议栈主要的注册函数： rc = proto_register(&udp_prot, 1);：注册 INET 层 UDP 协议，为其分配快速缓存。...协议栈发包流程概述 1、应用层可以通过系统调用接口层或文件操作来调用内核函数，BSD socket 层的 sock_write() 会调用 INET socket 层的 inet_wirte()。...4、在链路层中，函数调用会调用具体设备提供的发送函数来发送数据包，e.g. dev->hard_start_xmit(skb, dev);。具体设备的发送函数在协议栈初始化的时候已经设置了。
大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。 继前篇介绍完sendto 数据发送函数 后，这里介绍数据接收函数 recvfrom。...服务器端中调用recvfrom函数，并未指定发送端（客户端）的地址，换句话说这个函数是一个被动函数，有点类似于tcp协议中服务器listen 之后阻塞，等待客户端connect。...(本版本协议栈就是这么干的) copied = min(len, truesize); /* * FIXME : should use udp header size info value...文件下)或没有明确指明只与udp协议相关的函数则都是通用的 //在tcp和udp协议下都可被调用 struct sk_buff *skb_recv_datagram(struct sock *sk,...restore_flags(flags);//恢复现场 } 对比数据包的发送与接收，发送过程就是把数据从缓冲区拷贝到数据包的数据部分，由于需要经过协议栈，所以对于数据部分区域还需要进行数据封装，添加各层的协议头
前言 本文主要记录 Linux 内核网络协议栈的运行原理 数据报文的封装与分用 封装：当应用程序用 TCP 协议传送数据时，数据首先进入内核网络协议栈中，然后逐一通过 TCP/IP 协议族的每层直到被当作一串比特流送入网络...Linux 内核网络协议栈 协议栈的全景图 协议栈的分层结构 逻辑抽象层级： 物理层：主要提供各种连接的物理设备，如各种网卡，串口卡等。...start_kernel() 函数中初始化硬件相关的代码，完成 Linux Kernel 环境的建立。...协议栈发包流程概述 1、应用层可以通过系统调用接口层或文件操作来调用内核函数，BSD socket 层的 sock_write() 会调用 INET socket 层的 inet_wirte()。...4、在链路层中，函数调用会调用具体设备提供的发送函数来发送数据包，e.g. dev->hard_start_xmit(skb, dev);。具体设备的发送函数在协议栈初始化的时候已经设置了。
协议栈的细节 下面将介绍一些内核网络协议栈中常常涉及到的概念。...而这里提到的 socket 和 sock 是内核中的两个数据结构，其中 socket 向上面向用户，而 sock 向下面向协议栈。 如下图所示，这两个结构实际上是一一对应的。...L3->L4 我们知道网络协议栈是分层的，但实际上，具体到实现，内核协议栈的分层只是逻辑上的，本质还是函数调用。...而在报文接收过程中，设备驱动程序会将报文的 L3 类型设置到 skb->protocol，然后在内核 netif_receive_skb 收包时，会根据这个 protocol 调用不同的回调函数： __...规则，在 HOOK 点对报文进行过滤、修改等操作。
netif_rx(skb); // 将数据包上送给内核网络协议栈 ... } }...通过调用 eth_type_trans 函数从数据包的以太网头部中获取网络层协议类型。 调用 netif_rx 函数将数据包上送给内核网络协议栈。...当把数据包上送给内核网络协议栈后，数据包的处理就由内核接管。...一般来说，内核网络协议栈会通过网络层的 IP协议 和传输层的 TCP协议 或者 UDP协议 来对数据包进行处理，处理完后就会把数据提交给应用层的进程进行处理。...return 0; } 删减了硬件相关的操作后，ei_start_xmit 函数的实现就非常简单： 首先关闭网卡的硬件中断，防止发送过程中受到硬件中断的干扰。
Linux 网络架构 Linux 网络初始化 网络设备子系统初始化 网卡驱动初始化 协议栈初始化 数据包的接收过程 硬中断处理 ksoftirqd 软中断处理 协议栈处理 应用层处理 总结 这里深度理解一下在...Linux 网络架构 在Linux内核实现中，链路层协议靠网卡驱动来实现，内核协议栈来实现网络层和传输层。内核对更上层的应用层提供socket接口来供用户进程访问。...网络协议栈是通过函数 inet_init() 注册的，通过inet_init，将这些函数注册到了inet_protos和ptype_base数据结构中了。...() 进入内核协议栈。...总结 首先在开始收包之前，Linux要做许多的准备工作： 创建ksoftirqd线程，为它设置好它自己的线程函数，后面指望着它来处理软中断呢 协议栈注册，linux要实现许多协议，比如arp，icmp，
1 协议栈的细节 下面将介绍一些内核网络协议栈中常常涉及到的概念。...而这里提到的 socket 和 sock 是内核中的两个数据结构，其中 socket 向上面向用户，而 sock 向下面向协议栈。 如下图所示，这两个结构实际上是一一对应的。...L3->L4 我们知道网络协议栈是分层的，但实际上，具体到实现，内核协议栈的分层只是逻辑上的，本质还是函数调用。...而在报文接收过程中，设备驱动程序会将报文的 L3 类型设置到 skb->protocol，然后在内核 netif_receive_skb 收包时，会根据这个 protocol 调用不同的回调函数： __...规则，在 HOOK 点对报文进行过滤、修改等操作。
对于Linux来说，它实现的是链路层、网络层和传输层这三层。 在Linux内核实现中，链路层协议靠网卡驱动来实现，内核协议栈来实现网络层和传输层。...4、网络数据到来前操作系统的准备 Linux驱动、内核协议栈等等模块在具备接收网卡数据包之前，要做很多的准备工作才行。...5.3 网络协议栈处理 netif_receive_skb函数会根据包的协议，假如是udp包，会将包依次送到ip_rcv(),udp_rcv()协议处理函数中进行处理。...7、本文小结 网络模块是操作系统内核中最复杂的模块了，看起来一个简简单单的收包过程就涉及到许多内核组件之间的交互，如网卡驱动、协议栈、内核ksoftirqd线程等，看起来很复杂。...首先在开始收包之前，操作系统要做许多的准备工作（以Linux为例）： 1）创建ksoftirqd线程，为它设置好它自己的线程函数，后面指望着它来处理软中断呢； 2）协议栈注册，linux要实现许多协议，
Linux实现的是链路层、网络层和传输层这三层。 在Linux内核实现中，链路层协议靠网卡驱动来实现，内核协议栈来实现网络层和传输层。内核对更上层的应用层提供socket接口来供用户进程访问。...图1 Linux视角的网络协议栈 在Linux的源代码中，网络设备驱动对应的逻辑位于driver/net/ethernet, 其中intel系列网卡的驱动在driver/net/ethernet/intel...二 Linux启动 Linux驱动，内核协议栈等等模块在具备接收网卡数据包之前，要做很多的准备工作才行。...3.3 网络协议栈处理 netif_receive_skb函数会根据包的协议，假如是udp包，会将包依次送到ip_rcv(),udp_rcv()协议处理函数中进行处理。...协议栈注册，linux要实现许多协议，比如arp，icmp，ip，udp，tcp，每一个协议都会将自己的处理函数注册一下，方便包来了迅速找到对应的处理函数 3.
当CPU收到中断请求后，会去调用网络驱动注册的中断处理函数，触发软中断。ksoftirqd 检测到有软中断请求到达，开始轮询收包，收到后交由各级协议栈处理。...4.1 网络层路由 发送数据会进入协议栈到网络层的时候，网络层入口函数是 ip_queue_xmit。...中还是将调用设备驱动的操作函数。...送往协议栈的调用链是 __netif_receive_skb => __netif_receive_skb_core => deliver_skb 后 将数据包送入到 ip_rcv 中（详情参见《深入操作系统...发送数据不需要进 RingBuffer 的驱动队列，直接把 skb 传给接收协议栈（经过软中断）。
现在很多人都在诟病Linux内核协议栈收包效率低，不管他们是真的懂还是一点都不懂只是听别人说的，反正就是在一味地怼Linux内核协议栈，他们的武器貌似只有DPDK。...但是，即便Linux内核协议栈收包效率真的很低，这是为什么？有没有办法去尝试着优化？而不是动不动就DPDK。 我们从最开始说起。...Linux内核作为一个通用操作系统内核，脱胎于UNIX那一套现代操作系统理论。 但一开始不知道怎么回事将网络协议栈的实现塞进了内核态，从此它就一直在内核态了。...内核学习网站： Linux内核源码/内存调优/文件系统/进程管理/设备驱动/网络协议栈-学习视频教程-腾讯课堂ke.qq.com/course/4032547?...这两点其实也就是 “为什么内核协议栈性能干不过用户态协议栈” 的要点。当然，Linux内核协议栈无法摆脱这两点问题，也就回答了本文的题目中的第一个问题， “Linux内核UDP收包为什么效率低？”
现在很多人都在诟病Linux内核协议栈收包效率低，不管他们是真的懂还是一点都不懂只是听别人说的，反正就是在一味地怼Linux内核协议栈，他们的武器貌似只有DPDK。...但是，即便Linux内核协议栈收包效率真的很低，这是为什么？有没有办法去尝试着优化？而不是动不动就DPDK。 我们从最开始说起。...Linux内核作为一个通用操作系统内核，脱胎于UNIX那一套现代操作系统理论。 但一开始不知道怎么回事将网络协议栈的实现塞进了内核态，从此它就一直在内核态了。...这两点其实也就是 “为什么内核协议栈性能干不过用户态协议栈” 的要点。当然，Linux内核协议栈无法摆脱这两点问题，也就回答了本文的题目中的第一个问题， “Linux内核UDP收包为什么效率低？”...落实到代码上，那就是在进程上下文的recvmsg函数中直接调用napi的收包函数，从ring buffer里拿数据，自己调用netif_receive_skb。
而Linux网络协议栈则是操作系统处理网络通信的核心，它支持广泛的协议和网络服务，确保数据正确地在网络中传输。...Linux网络协议栈概述 Linux网络协议栈是操作系统的一部分，负责实现各种网络协议，如IP、TCP、UDP等，以及网络数据的发送和接收。...网络协议栈从物理层一直延伸到应用层，处理网络数据包的每一个步骤️。协议栈使得Linux系统能够在不同的网络环境中通信，支持广泛的网络应用。3....虚拟网络设备与Linux网络协议栈的关联 虚拟网络设备与Linux网络协议栈之间的关联，是实现高效网络通信的关键。...性能优化：虚拟网络设备的性能优化密切依赖于Linux网络协议栈的优化⚡。
Netfilter是Linux 2.4.x引入的一个子系统，它作为一个通用的、抽象的框架，提供一整套的hook函数的管理机制，使得诸如数据包过滤、网络地址转换(NAT)和基于协议类型的连接跟踪成为了可能...Netfilter使用NF_HOOK(include/linux/netfilter.h)宏在协议栈内部切入到Netfilter框架中。...在include/linux/socket.h中IP协议AF_INET(PF_INET)的序号为2，因此我们就可以得到TCP/IP协议族的钩子函数挂载点为： PRE_ROUTING： nf_hooks...，从协议栈正常的流程切入到Netfilter框架中，然后顺序、依次去调用每个HOOK点所有的钩子函数的相关操作有如下几处： net/ipv4/ip_input.c里的ip_rcv函数。...小节：整个Linux内核中Netfilter框架的HOOK机制可以概括如下： 在数据包流经内核协议栈的整个过程中，在一些已预定义的关键点上PRE_ROUTING、LOCAL_IN、FORWARD、LOCAL_OUT
3.如何仅用递归函数和栈操作逆序一个栈 ---- 题目： 一个栈一次压入了1、2、3、4、5，那么从栈顶到栈底分别为5、4、3、2、1.将这个栈转置后，从栈顶到栈底为1、2、3、4、5，也就是实现栈中元素的逆序...，但是只能用递归函数来实现，不能用其他数据结构。...解题： /** * 一个栈一次压入了1、2、3、4、5，那么从栈顶到栈底分别为5、4、3、2、1.将这个栈转置后， * 从栈顶到栈底为1、2、3、4、5， * 也就是实现栈中元素的逆序，但是只能用递归函数来实现...getAndRemoveLastElement(stack); reverse(stack); stack.push(i); } /** * 这个函数就是删除栈底元素并返回这个元素
今天分享一篇经典Linux协议栈文章，主要讲解Linux网络子系统，看完相信大家对协议栈又会加深不少，不光可以了解协议栈处理流程，方便定位问题，还可以学习一下怎么去设计一个可扩展的子系统，屏蔽不同层次的差异...Linux实现的是链路层、网络层和传输层这三层。 在Linux内核实现中，链路层协议靠网卡驱动来实现，内核协议栈来实现网络层和传输层。内核对更上层的应用层提供socket接口来供用户进程访问。...Linux 网络协议栈 基于TCP/IP协议栈的send/recv在应用层，传输层，网络层和链路层中具体函数调用过程已经有很多人研究，本文引用一张比较完善的图如下： 以上说明基本大致说明了TCP/IP...2.协议栈注册，linux要实现许多协议，比如arp，icmp，ip，udp，tcp，每一个协议都会将自己的处理函数注册一下，方便包来了迅速找到对应的处理函数 3.网卡驱动初始化，每个驱动都有一个初始化函数...() 8、网卡驱动通过netif_receive_skb()将sk_buff上送协议栈 Linux网络子系统的分层 Linux网络子系统实现需要： 支持不同的协议族 ( INET, INET6, UNIX
当CPU收到中断请求后，会去调用网络驱动注册的中断处理函数，触发软中断。ksoftirqd 检测到有软中断请求到达，开始轮询收包，收到后交由各级协议栈处理。...2.1 网络层路由 发送数据会进入协议栈到网络层的时候，网络层入口函数是 ip_queue_xmit。...中还是将调用设备驱动的操作函数。...送往协议栈的调用链是 __netif_receive_skb => __netif_receive_skb_core => deliver_skb 后 将数据包送入到 ip_rcv 中（详情参见图解Linux...发送数据不需要进 RingBuffer 的驱动队列，直接把 skb 传给接收协议栈（经过软中断）。
hook 触发点 对于不同的协议（IPv4、IPv6 或 ARP 等），Linux 内核网络栈会在该协议栈数据包处理路径上的预设位置触发对应的 hook。...ip_rcv 函数或 IPv6 协议栈的 ipv6_rcv 函数中执行。...NF_INET_LOCAL_IN: 这个 hook 在 IPv4 协议栈的 ip_local_deliver() 函数或 IPv6 协议栈的 ip6_input() 函数中执行。...NF_INET_FORWARD: 这个 hook 在 IPv4 协议栈的 ip_forward() 函数或 IPv6 协议栈的 ip6_forward() 函数中执行。...NF_INET_LOCAL_OUT: 这个 hook 在 IPv4 协议栈的 __ip_local_out() 函数或 IPv6 协议栈的 __ip6_local_out() 函数中执行。
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