public:it:linux:network

这是本文档旧的修订版!


Socket

接收流程

  1. 当一个网络帧到达网卡(NIC, Network Interface Card)后,网卡会通过 DMA 方式,把这个网络包放到收包队列中;然后通过硬中断,告诉中断处理程序已经收到了网络包。
  2. 接着,网卡中断处理程序会为网络帧分配内核数据结构(sk_buff),并将其拷贝到 sk_buff 缓冲区中;然后再通过软中断,通知内核收到了新的网络帧。
  3. 接下来,内核协议栈从缓冲区中取出网络帧,并通过网络协议栈,从下到上逐层处理这个网络帧:
    • 在链路层检查报文的合法性,找出上层协议的类型(比如 IPv4 还是 IPv6),再去掉帧头、帧尾,然后交给网络层。
    • 网络层取出 IP 头,判断网络包下一步的走向,比如是交给上层处理还是转发。当网络层确认这个包是要发送到本机后,就会取出上层协议的类型(比如 TCP 还是 UDP),去掉 IP 头,再交给传输层处理。
    • 传输层取出 TCP 头或者 UDP 头后,根据 < 源 IP、源端口、目的 IP、目的端口 > 四元组作为标识,找出对应的 Socket,并把数据拷贝到 Socket 的接收缓存中。
  4. 最后,应用程序就可以使用 Socket 接口,读取到新接收到的数据了。

缓冲

  • 网络包的接收和发送流程涉及到了多个队列和缓冲区,包括:
    • 网卡收发网络包时,通过 DMA 方式交互的环形缓冲区
    • 网卡中断处理程序为网络帧分配的,内核数据结构 sk_buff 缓冲区
    • 应用程序通过套接字接口,与网络协议栈交互时的套接字缓冲区
  • 这些缓冲区都处于内核管理的内存中,实际上,sk_buff、套接字缓冲、连接跟踪等,都通过 slab 分配器来管理。可以直接通过 /proc/slabinfo 来查看它们占用的内存大小。
  • 查看 socket 缓冲区大小:
    • cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_rmem (for read)
    • cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_wmem (for write)
  • ifconfig 或者直接查看 /proc/sys/net/ipv4/下的对应数值,可以查看 drops, overrun, errors 等数值,如果皆为0,则不用考虑更改缓冲。
  • public/it/linux/network.1661909919.txt.gz
  • 最后更改: 2022/08/31 09:38
  • oakfire