Linux源码阅读-套接字缓冲区&net_device

套接字缓冲区数据管理

在内核分析(收到)网络分组时,底层协议的数据将传递到更高层。分送数据时顺序相反,各种协议产生的数据(首部和净荷)依次向更低层传递,直到最终发送。这些操作的速度对网络子系统的性能有决定性影响,因此内核使用一种特殊的结构,称为套接字缓冲区(socket buffer),具体源码如下:

套接字缓冲区的基本思想是"通过操作指针来增删协议首部"。head 和 end 指向数据在内存中的起始和结束位置。data 和 tail 指向协议数据区域的起始和结束位置。mac_header 指向 MAC 协议首部的起始,而 network_headertransport_header 分别指向网络层和传输层协议首部的起始。

在字长 32 位的系统上,数据类型 sk_buff_data_t 用来表示各种类型为简单指针的数据,具体结构 sk_buff_data_t 如下图所示:

从套接字缓冲区获得 TCP 首部:

管理套接字缓冲区数据

套接字缓冲区结构不仅包含上述指针,还包括用于处理相关的数据和管理套接字缓冲区自身的其他成员。下面是一些重要的成员:

  • tstamp 保存了分组到达时间;
  • dev 指定了处理分组的网络设备;
  • sk 是一个指针,指向用于处理该分组的套接字对应的 socket 实例;
  • dst 表示接下来该分组通过内核网络实现的路由;
  • next 和 prev 用于套接字缓冲区保存到一个双链表中。

使用一个表头来实现套接字缓冲区的等待队列,其结构类型定义如下:

使用双向链表管理套接字缓冲区如下:

Linux 内核提供用于操作套接字缓冲区的标准函数如下:

补充 net_device

net_device 结构体存储网络设备的所有信息,每个设备都有这种结构。所有设备的 net_device 结构放在一个全局变量 dev_base 所有全局列表中。和 sk_buff 一样,整体结构相庞大的。结构体中有一个 next 指针,用来连接系统中所有网络设备。内核吧这些连接起来的设备组成一个链表,并有全局变量 dev_base 指向链表的第一个元素。net_device 结构体源码如下:

参考资料:https://github.com/0voice

相关推荐
栈低来信20 分钟前
kernel信号量源码分析
linux
AC赳赳老秦29 分钟前
OpenClaw权限管理实操:团队共享Agent,设置操作权限,保障数据安全
服务器·开发语言·前端·javascript·excel·deepseek·openclaw
结衣结衣.1 小时前
手把手教你实现文档搜索引擎
linux·c++·搜索引擎·开源·c++11
Elastic 中国社区官方博客1 小时前
使用 EDOT Browser 和 Kibana 进行 OpenTelemetry 浏览器端埋点
大数据·服务器·数据库·elasticsearch·搜索引擎·单元测试·可用性测试
sdm0704271 小时前
进程间通信
linux·运维·服务器
蚰蜒螟1 小时前
Linux内核启动(init)与程序执行(execve)深度解析:从kernel_init到load_elf_binary
linux·运维·服务器
thethefighter2 小时前
信创综合档案管理系统单机版部署与使用
linux·银河麒麟·档案管理系统·单机版·nhdeep·信创版·综合档案管理系统
VOOHU-沃虎2 小时前
强抗振、高可靠:RJ45卡侬自锁连接器在工业恶劣环境中的选型指南
网络·工业控制
hhb_6182 小时前
Go高性能并发编程实战与底层原理剖析
运维·网络·golang
道清茗2 小时前
【RH294知识点汇总】第 6 章 《 管理复杂的 Play 和 Playbook 》常见问题
linux·服务器·网络