Linux网络报文收发流程解析

"Linux网络报文接收发送过程分析" 在Linux操作系统中，网络报文的接收和发送涉及到多个层次和函数调用，这是整个网络通信的核心环节。以下是对这两个过程的详细解析。 首先，我们来看网络报文的接收过程： 1. **中断触发**：当网络设备（如网卡）接收到报文时，它会通过中断机制通知CPU。网卡驱动程序必须在初始化阶段注册中断处理函数，以便能够正确处理这些事件。 2. **中断处理**：中断处理函数会被调用。在老式方法中，中断处理函数会分配一个`sk_buff`（skb）结构体，这个结构体用于存储接收到的数据包。然后，驱动程序会从设备内存将数据复制到skb的缓冲区中。 3. **协议类型设置**：中断处理函数会设置skb的协议类型`skb->protocol`，这决定了报文将如何被上层协议栈处理。 4. **传递给内核**：接下来，中断处理函数调用`netif_rx(skb)`，将报文传递给网络子系统。`netif_rx`进一步调度`net_rx_action`，这是一个软中断处理程序，负责处理接收到的报文。 5. **上层协议处理**：`net_rx_action`会调用`process_backlog`，处理接收到的报文，将其交给相应的协议处理函数。这些函数是通过在ptype_base哈希表中注册的`type`和`func`来查找并执行的，根据报文的协议类型（如TCP、UDP等）进行处理。 然后，我们转向网络报文的发送流程： 1. **上层协议栈组装**：在发送端，应用程序或协议栈首先组装好待发送的报文，包括头部信息和数据。 2. **设备队列**：当报文准备完毕，会调用`fun_xmit`函数。如果设备支持队列，报文会被放入`dev_queue_xmit`，然后启动调度器`qdisc_run`，它会调用`qdisc_restart`，最后触发`net_tx_action`。 3. **硬件发送**：`net_tx_action`会调用设备驱动程序的`hard_start_xmit`函数，此函数负责将报文从内核缓冲区传送到网络设备，实际进行物理发送。 4. **无队列设备**：对于不支持队列的设备，发送流程类似，但直接调用`dev->hard_start_xmit`发送报文。 5. **协议处理**：在发送过程中，协议栈会处理诸如校验、封装等任务，确保报文符合网络协议的要求。 Linux网络报文的接收与发送涉及了从硬件层到软件层的多层交互，通过中断机制、缓冲区管理、协议解析和驱动程序的协同工作，实现了网络通信的高效、可靠。理解这一过程对于优化网络性能、调试网络问题以及开发网络驱动程序都至关重要。