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蓝盟IT外包，Linux TCP/IP协议栈，数据发送和接收过程，TCP协议功能

发布者：上海IT外包发布时间：2019/10/8 9:49:32来源：www.linemore.com

毫不夸张地说，当今的Internet是建立在TCP/IP之上的网络。了解协议栈的原理对于调试网络IO性能或解决网络问题非常有帮助。本文介绍了内核如何控制网络流量。
　　TCP特性
　　我们都非常了解TCP协议设计的初衷，即确保数据传输快速，有序且无错误。因此，特征总结如下：
　　对于面向连接，可以使用五元组来表示连接（远程ip，远程端口，本地ip，本地端口，传输层协议）。
　　数据为全双工
　　数据是有序的，也就是说，接受的数据必须按照发送的顺序。
　　通过流控制，发送方可以通过接收方滑动窗口的大小动态调整传输数据的大小。
　　拥塞控制，发送方通过将ACK的状态与拥塞算法相结合来给出窗口大小。
　　了解了TCP功能词后，让我们看一下数据传输的过程。
　　用户应用程序调用写入系统调用
　　确认文件描述符
　　将数据复制到套接字缓冲区
　　创建一个tcp片段并计算校验和
　　添加IP标头，执行IP路由，计算校验和
　　添加以太网协议标头并执行ARP
　　告诉NIC芯片发送数据
　　网卡从内存中获取数据传输，并且传输完成中断告诉CPU
　　数据接收
　　直接看一下硬件数据流程图：
　　文章：Linux TCP/IP协议栈，数据发送和接收过程，TCP协议功能
　　首先，NIC将接收到的数据包写入其内存。然后将其验证并发送到主机的主内存。主存储器中的缓冲区由驱动程序分配。驱动程序将告知网卡分配的缓冲区描述。如果没有足够的缓冲区来接受网卡的数据包，则网卡将丢弃该数据包。将数据包复制到主存储器后，网卡将通过中断通知主机OS。
　　然后，驱动程序将检查它是否可以处理此新程序包。如果可以处理，则驱动程序会将数据包包装到可识别OS的结构（linux sk_buffer）中，并将其推送到上层。链路层收到帧并通过检查后，将根据协议对其进行解帧，并将其推送到IP层。
　　IP层在拆包后根据包中包含的IP信息来决定是推送到上层还是转发到其他IP。如果判断需要将其推送到上层，则将IP头删除并推送到TCP层。
　　TCP报告后，TCP将根据其四边形找到相应的TCB，然后通过TCP协议处理消息。收到消息后，将消息添加到接受的消息中，然后根据TCP的状态将ACK发送给对等方。当然，以上过程将受到NAT和其他Netfilter的影响。我不会在这里谈论它，并且我还没有研究它。当然，为了提高性能，大牛们还在各个方面做出了很多努力，例如大型硬件和软件技术（例如RDMA和DPDK），如零拷贝，校验和卸载等。

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