linux内核:笔记3-网络数据包收发流程

1.网络分层中，内核协议栈负责实现网络层和传输层

2.内核对用户进程提供socket接口用以调用

3.Linux内核包含链路层驱动用来驱动网络设备

4.内核网络层用来实现IP、ICMP以及IGMP

5.内核层传输层用来实现TCP和udp协议

6.内核源码中网络设备驱动对应的代码位于driver/net/ethernet目录下；

不同厂商的网卡驱动分配在不同的目录下：

7.内核和网络设备驱动是通过中断的方式处理的

8.网卡驱动硬中断：对cpu的相关引脚上触发一个电压变化，以通知CPU处理数据

9.中断处理下半部分的软中断：是通过给内存中的一个变量的二进制值通知软中断处理程序

ksoftirqd

10.内核网卡收包环节：

参考：

10.1 数据网线到达服务器网卡

10.2 网卡将数据帧DMA（Direct Memory Access）到内存

DMA:

10.3 硬中断通知cpu

10.4 cpu响应硬中断简单处理后发出软中断

10.5 ksoftirqd进程处理软中断调用网卡驱动注册的poll函数开始收包

10.6 帧从ring buffer上摘下来保存为一个skb

skb ：

10.7 协议层 开始处理网络帧，处理完后的data被放到socket队列

10.8 内核唤醒用户进程

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11.ksoftirqd:内核软中断线程，不停的判断有没有软中断需要被处理

12.subsys_initcall 来初始化各个子系统，其中执行net_dev_init函数进行网络子系统的初始化

13.协议栈注册：内核时通过注册的方式实现

14.网卡驱动初始化：

内核：调用网卡驱动probe->网卡驱动获取mac地址

网卡驱动：DMA初始化，注册ethtool是实现函数，注册net_device_ops,netdev等变量

napi初始化，注册poll函数

15.启动网卡：内核调用net_device_ops中注册的open函数如igb_open->网卡驱动

分配RX，TX队列内存，注册新中断处理函数，打开硬中断，等待包进来

16.硬中断处理：网卡把帧DMA到内存的ringbuffer，并向cpu发出IRQ 中断,cpu调用驱动注册的硬中断处理函数，启动NAPI，发出软中断

当ringbuffer 满的时候，可以通过ethtool命令来加大环形队列的长度