本文档是一份详细的Java Web技术学习笔记,主要关注网络编程中的关键概念,如TCP/IP协议栈、套接字(Socket)、Netlink和路由。内容涵盖从OSI七层模型到TCP/IP四层模型的转换,以及在Linux内核中的网络子系统的初始化、网卡数据结构、套接字相关数据结构、网络层数据包处理流程,直至传输层的TCP协议发送和接收数据的机制。此外,还包括TCP的拥塞控制策略,以及一系列实用的网络工具的介绍。
首先,文档介绍了TCP/IP协议栈,它在四层模型中对应于主机到网络层、网络层、传输层,而OSI七层模型则多出表示层、会话层和物理层。在主机到网络层,网卡(NIC)和PHY硬件设备负责数据的传输,内核通过`net_device`结构体抽象出网卡的通用特性,并通过`register_netdev`进行注册。
接着,深入探讨了网卡的数据结构,包括`name`字段用于标识接口名,如eth0、eth1等。文档还简述了网卡注册流程,这是将网络设备引入内核网络子系统的关键步骤。
在套接字部分,讨论了`socket`在内核中的对应结构体`sock`,以及相关的`proto_ops`、`proto`、`sk_buff (SKB)`、`softnet_data`、`packet_type`等数据结构,这些都是处理网络数据包的核心组件。
在网络层数据包接收流程中,讲解了数据如何从主机到网络层过渡,进入网络层后如何被处理。在传输层,特别关注了TCP协议,包括TCP发送数据的过程,最大段大小(MSS)的概念,以及TCP接收数据时的机制。
在TCP拥塞控制章节,重点讨论了CUBIC算法,包括其慢启动门限阈值和拥塞避免阶段的实现,以及快速重传和快速恢复的策略。
最后,下篇内容汇总了各种网络工具,如`ss`、`netstat`、`netstress`、`netperf`、`iperf`、`iptraf`、`TcpDump`和`nicstat`,介绍了这些工具的用途和基本用法,为网络监控和性能分析提供了实用的工具集。
这份笔记全面覆盖了网络编程中的基础概念和技术细节,是理解网络通信机制和进行相关开发的重要参考资料。