Linux内核之数据包的传递过程(一)

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Linux内核之数据包的传递过程(一) [复制链接]

　　前篇已经分析了Linux内核中网络栈的初始化过程，下面由卓跃教育为您介绍Linux内核数据包的传递过程。
　　1、网络接口层
　　*硬件监听物理介质，进行数据的接收，当接收的数据填满了缓冲区，硬件就会产生中断，中断产生后，系统会转向中断服务子程序。
　　*在中断服务子程序中，数据会从硬件的缓冲区复制到内核的空间缓冲区，并包装成一个数据结构（sk_buff），然后调用对驱动层的接口函数netif_rx()将数据包发送给链路层。该函数的实现在net/inet/dev.c中，（在整个网络栈实现中dev.c文件的作用重大，它衔接了其下的驱动层和其上的网络层，可以称它为链路层模块的实现）。
　　2、网络层
　　*就以IP数据包为例来说明，那么从链路层向网络层传递时将调用ip_rcv函数。该函数完成本层的处理后会根据IP首部中使用的传输层协议来调用相应协议的处理函数。
　　UDP对应udp_rcv、TCP对应tcp_rcv、ICMP对应icmp_rcv、IGMP对应igmp_rcv（虽然这里的ICMP,IGMP一般成为网络层协议，但是实际上他们都封装在IP协议里面，作为传输层对待）
　　3、传输层
　　如果在IP数据报的首部标明的是使用TCP传输数据，则在上述函数中会调用tcp_rcv函数。该函数的大体处理流程为：“所有使用TCP协议的套接字对应sock结构都被挂入tcp_prot全局变量表示的proto结构之sock_array数组中，采用以本地端口号为索引的插入方式，所以当tcp_rcv函数接收到一个数据包，在完成必要的检查和处理后，其将以TCP协议首部中目的端口号（对于一个接收的数据包而言，其目的端口号就是本地所使用的端口号）为索引，在tcp_prot对应sock结构之sock_array数组中得到正确的sock结构队列，在辅之以其他条件遍历该队列进行对应sock结构的查询，在得到匹配的sock结构后，将数据包挂入该sock结构中的缓存队列中（由sock结构中receive_queue字段指向），从而完成数据包的最终接收。”
　　4、应用层
　　当用户需要接收数据时，首先根据文件描述符inode得到socket结构和sock结构，然后从sock结构中指向的队列recieve_queue中读取数据包，将数据包COPY到用户空间缓冲区。数据就完整的从硬件中传输到用户空间。这样也完成了一次完整的从下到上的传输。