Linux网络体系结构详解：内核结构、系统调用接口、协议无关接口、网络协议和设备驱动程序

Linux网络体系结构 Linux网络体系结构是指Linux操作系统中处理网络通信的架构。该架构由五个部分组成，即系统调用接口、协议无关接口、网络协议、设备无关接口和设备驱动程序。每个部分都处理着不同的功能，并且相互之间存在着紧密的联系。 一、系统调用接口 系统调用接口是用户空间的应用程序访问内核的唯一合法途径。它提供了一组通用的函数来支持各种不同协议的访问。系统调用一般由sys开头，前面的修饰符是asmlingkage，表示函数由堆栈获得参数。例如，asmlingkagelongsys_getpid(void)函数用于获取当前进程的ID。 二、协议无关接口 协议无关接口是由socket来实现的。它提供了一组通用的函数来支持各种不同协议。通过网络栈进行的通信都需要对socket进行操作。Linux中的socket结构是struct sock，这个结构是在linux/include/net/sock.h中定义的。这个巨大的结构中包含了特定socket所需要的所有状态信息，其中包括socket所使用的特定协议和在socket上可以执行的一些操作。 网络子系统可以通过一个定义了自己功能的特殊结构来了解可用协议。每个协议都维护了一个名为proto的结构（可以在linux/include/net/sock.h中找到）。这个结构定义了可以在从socket层到传输层中执行特定的socket操作。 三、网络协议 Linux支持多种网络协议，可以在<linux/socket.h>中查到所支持的网络协议。例如，AF_UNIX、AF_LOCAL、AF_INET、AF_AX25、AF_IPX等。每个协议都维护了一个名为proto的结构，定义了可以在从socket层到传输层中执行特定的socket操作。 四、设备无关接口 设备无关接口是指Linux系统中用于访问网络设备的接口。该接口提供了一组通用的函数来支持各种不同网络设备的访问。 五、设备驱动程序 设备驱动程序是指Linux系统中用于控制网络设备的驱动程序。该驱动程序提供了一组通用的函数来支持各种不同网络设备的控制。 Linux网络体系结构的五个部分之间存在着紧密的联系。系统调用接口提供了访问内核的入口点，协议无关接口提供了socket操作的入口点，网络协议提供了不同协议的支持，设备无关接口提供了访问网络设备的入口点，设备驱动程序提供了控制网络设备的入口点。只有通过这五个部分的紧密协作，Linux网络体系结构才能正常地工作。 Linux网络体系结构的优点是提供了一个统一的网络访问接口，支持多种网络协议和设备，提高了网络通信的灵活性和可靠性。同时，Linux网络体系结构也提供了一个高度可定制的接口，用户可以根据自己的需求来定制网络访问接口。