LINUX内核网络协议栈
linux 协议栈 udp checksum校验
linux 协议栈 udp checksum校验UDP（用户数据报协议）是一种无连接的传输层协议，它提供了面向事务的简单数据传输服务。
UDP在IP（Internet协议）之上工作，负责将数据通过网络传输到目标地址。
在传输数据时，UDP协议栈会使用校验和（checksum）来保证数据的完整性。
校验和是一种简单的错误检测机制，用于检测在数据传输过程中是否有任何错误发生。
UDP协议栈使用校验和来验证接收到的数据是否与发送时的数据相同，以确保数据的完整性。
校验和的计算方法是通过对数据报的每个16位字进行二进制求和，并取其反码作为校验和的值。
当数据传输到接收端时，接收端会重新计算接收到的数据的校验和，并将计算结果与接收到的校验和进行比较，以确认数据的完整性。
UDP协议栈的校验和机制有助于提高数据传输的可靠性。
通过校验和，可以在传输过程中检测到数据是否被篡改、丢失或者损坏。
如果接收端计算出的校验和与接收到的校验和不匹配，那么接收端就会知道数据在传输过程中发生了错误，并且可以通知发送端重新发送数据。
UDP的校验和机制虽然可以检测出大部分的传输错误，但并不能保证100%的数据完整性。
由于校验和的计算相对简单，可能会有一些错误情况导致校验和校验通过，但实际数据却已经发生了错误。
这是因为校验和仅仅是一种简单的错误检测机制，无法恢复数据或者纠正错误。
除了校验和之外，UDP并没有提供其他的错误检测和纠正机制。
相比于TCP（传输控制协议），UDP的设计更加简单和灵活，但也更加容易发生数据损坏或丢失的问题。
因此，在使用UDP进行数据传输时，通常需要对数据进行额外的校验和验证，以确保数据的可靠性。
总结起来，UDP协议栈在数据传输过程中使用校验和机制来保证数据的完整性。
它通过计算发送数据的校验和，并将其附加在数据报中。
接收端在接收到数据时，会重新计算接收到的数据的校验和，并与接收到的校验和进行比较，以确认数据的完整性。
尽管校验和机制能够检测大部分的传输错误，但并不能保证100%的数据完整性，因此在使用UDP传输数据时，需要额外的错误检测和纠正机制来提高数据传输的可靠性。
linux 协议栈
linux 协议栈Linux协议栈，又称网络协议栈，是指在Linux操作系统中负责处理网络通信传输的一系列协议和软件集合。
它是实现网络通信的核心组件，负责在应用层和网络硬件之间进行数据传输和信息处理。
Linux协议栈由多个协议层组成，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。
物理层负责将数据从高层转化为物理信号进行传送，而数据链路层负责将数据在网络间的传递过程中进行帧的封装和解封装，以及网卡的驱动程序。
网络层则负责寻址和路由功能，传输层实现了可靠的端到端通信，应用层提供了各种网络服务。
在物理层的硬件设备中，网络接口卡（NIC）是协议栈与外部网络通信的接口。
协议栈通过驱动程序与NIC进行交互，将数据封装成数据包，并通过数据链路层将数据发往目的地。
在数据链路层，协议栈通过各种链路层协议（如以太网协议）进行数据帧的封装和解封装。
网络层则根据不同的网络协议（如IP协议）进行寻址和路由，将数据从源主机传送到目的主机。
传输层通过传输协议（如TCP或UDP）实现端到端的可靠数据传输。
而应用层则提供了各种网络服务，如HTTP、FTP、DNS等。
Linux协议栈的优点在于其开放源代码的特性和丰富的功能。
由于其开源的特性，用户可以自由地进行定制和修改。
并且，Linux协议栈支持多种网络协议和服务，如IP、TCP、UDP、FTP等。
这使得Linux操作系统具有很高的灵活性和可扩展性，能够满足不同的用户需求。
另外，由于众多开发者的贡献和不断的更新迭代，Linux协议栈也具有较高的稳定性和安全性。
然而，Linux协议栈也存在一些挑战和问题。
对于一些特殊的应用场景和网络需求，Linux协议栈可能无法提供最佳的性能和效果。
此外，在网络安全方面，由于Linux协议栈的复杂性和开放性，也面临着一些潜在的安全风险和漏洞。
总的来说，Linux协议栈是Linux操作系统中的重要组件，负责处理网络通信传输。
它由多个协议层组成，实现了从物理层到应用层的数据传输和处理。
【IT专家】linux网络协议栈(四)链路层 (6)L2隧道(eoip)
本文由我司收集整编，推荐下载，如有疑问，请与我司联系linux网络协议栈(四)链路层(6)L2隧道(eoip) 2014/01/13 4760 4.7、L2隧道(eoip)：隧道，就是走捷径，使转发速度更快，L2隧道就是说高层报文在链路层即被转发了，而无需走高层协议栈再转发，比如这里要说的eoip(Ethernet over ip)，就是说IP报文在以太网就被转发出去了。
对于eoip，linux内核源码没有其实现，是raisecom根据开源代码实现的，在2.10代码树的rcios/eoip/目录下的eoip.c文件，下图是eoip在系统中的位置： 在eoip实现中，对eoip隧道的增删查改由用户应用程序和raisecom实现的netlink报文内核中控模块ctrlnetlink通讯实现，这里首先关注下eoip隧道的原理： 4.2.1、eoip隧道原理：下图是描述eoip隧道的结构体eoip_tunnel： list字段用于链接系统中所有的隧道； local_dev标识该隧道所在的接口，每一个eoip隧道都是建立在一个输入接口之上，在报文到达某一个接口时，首先就要判断该接口是否是一个隧道入口，判断方式就是遍历系统中所有隧道的接口是否是报文的输入接口(eoip_tunnel_lookup_local)； remote_ip：这是eoip隧道的传输逻辑，比如已确定某报文需要通过某隧道传输，这时必须知道该报文从哪个接口转发出去，remote_ip就是用于确定出接口，制造一个“传输层协议为eoip、目的IP为remote_ip”的路由表匹配项，再查路由表(ip_route_output_key)，查到的路由结果指示的出接口就是转发该报文的出接口；由此也可见，用户在创建一个eoip隧道后，还需要创建一个相应的路由条目； tunnelID：系统中每个eoip隧道的id； isbackup+ masterlinkstatus：这两个字段的确切含义还不很清除，但它们共同决定了某一隧道当前是否使能：在((isbackup == 0) || (isbackup == 1 masterlinkstatus = 0))的条件下，该隧道是使能的，即在(isbackup == 1 masterlinkstatus = 1)情况下该隧道。
linux分层设计体系结构
linux分层设计体系结构Linux是一种开源的操作系统，其设计采用了分层的体系结构。
这种设计使得Linux具有高度的灵活性和可扩展性，同时也方便了系统的维护和管理。
本文将详细介绍Linux的分层设计体系结构。
在Linux的分层设计中，最底层是硬件层。
硬件层包括计算机的各种硬件设备，如处理器、内存、硬盘、网络接口等。
Linux通过设备驱动程序来管理和控制这些硬件设备，使其能够与操作系统进行交互。
在硬件层之上是内核层。
内核是操作系统的核心，负责管理系统的资源和提供各种系统服务。
Linux的内核是一个单独的模块，可以独立于其他软件进行开发和维护。
内核提供了各种系统调用接口，以及对进程、文件系统、网络和设备的管理和控制功能。
在内核层之上是库层。
库是一组共享的代码和函数，可以为应用程序提供常用的功能和服务。
Linux提供了许多不同的库，如C库、数学库、网络库等。
这些库可以被开发人员用来开发应用程序，提高开发效率和代码复用性。
在库层之上是应用层。
应用层包括各种应用程序和工具，如文本编辑器、图形界面、网络浏览器等。
这些应用程序可以通过系统调用接口与内核进行交互，并利用库提供的功能来实现各种任务和操作。
除了以上四个层次外，Linux还有其他一些重要的组件和模块。
例如，系统初始化和启动过程中，会加载引导程序和初始化程序；文件系统是用来组织和管理文件和目录的；网络协议栈是用来实现网络通信的；系统服务是用来提供各种系统功能和服务的。
这些组件和模块与其他层次之间相互关联，共同构成了Linux的完整体系结构。
Linux的分层设计体系结构具有许多优点。
首先，分层设计使得系统的各个组件和模块之间相互独立，可以分别进行开发、测试和维护，提高了开发和维护效率。
其次，分层设计使得系统的各个层次之间的接口清晰明确，方便了系统的扩展和升级。
此外，分层设计还提高了系统的稳定性和可靠性，一旦某个层次出现问题，不会对其他层次造成影响。
Linux的分层设计体系结构是一种高效、灵活和可扩展的设计方式。
linux网络协议栈
linux网络协议栈Linux网络协议栈是指运行在Linux操作系统上的网络协议处理模块集合，负责实现网络通信功能。
它是Linux操作系统网络层的核心组成部分，支持多种网络协议，并且提供了丰富的接口和工具，使得开发人员可以方便地进行网络应用程序的开发和调试。
Linux网络协议栈主要包括网络接口层、网络层、传输层和应用层四个部分。
网络接口层负责的是将网络数据包转化为可以在物理层上传输的比特流。
它包括了设备驱动程序和网络设备接口等组件，负责处理硬件设备的读写操作，并提供了对网络设备的管理和控制功能。
网络层是实现网络互连和数据包路由功能的核心部分。
它支持多种网络协议，包括IP协议、ARP协议和ICMP协议等。
其中，IP协议是互联网中最为重要的协议之一，负责将数据包从源地址传输到目的地址，实现数据包的路由和转发。
ARP协议用于将IP地址转换为物理地址，而ICMP协议则是用于在网络中进行故障排除和错误报告的。
传输层负责提供端到端的数据传输服务。
它支持多种传输协议，包括TCP协议和UDP协议等。
TCP协议提供可靠的数据传输，保证了数据的完整性和顺序性，适合用于对数据传输质量要求较高的场景；而UDP协议则是一种无连接、不可靠的传输协议，适用于对实时性要求较高的应用场景。
应用层是实现网络应用功能的最上层部分。
它支持多种应用协议，包括HTTP协议、FTP协议和DNS协议等。
其中，HTTP协议是应用最广泛的一种协议，负责在网络中传输超文本和相关资源，实现网页浏览的功能；FTP协议则是用于在网络中进行文件传输的协议；而DNS协议则用于将域名转换为IP地址。
在Linux操作系统中，网络协议栈通常以内核模块的形式存在。
内核模块是一种可以在运行时加载和卸载的可扩展的二进制代码，可以动态地向操作系统添加新的功能。
通过内核模块，开发人员可以向网络协议栈添加新的协议、扩展现有协议的功能或者修改已有的协议的实现。
除了内核模块，Linux还提供了丰富的开发接口和工具，方便开发人员进行网络应用程序的开发和调试。
Linux操作系统中的网络通信原理
Linux操作系统中的网络通信原理一、引言Linux操作系统是一种广泛应用于各种领域的开源操作系统，而网络通信则是其最重要的功能之一。
本文将深入探讨Linux操作系统中的网络通信原理，包括网络协议、套接字编程以及网络通信的实现机制等方面。
二、网络协议1. TCP/IP协议栈TCP/IP协议栈是Linux操作系统中实现网络通信的基础。
它由四个层次组成：网络接口层、网络层、传输层和应用层。
网络接口层负责将数据从应用层传输到网络层，网络层负责将数据从源主机传输到目标主机，传输层负责提供可靠的数据传输服务，而应用层则负责处理具体的网络应用。
2. IP地址和端口号IP地址是在Internet上对主机和路由器进行唯一标识的地址，而端口号则用于标识网络中的不同进程或服务。
Linux操作系统中使用IP 地址和端口号来实现网络通信的目的。
3. ICMP协议ICMP协议是Internet控制报文协议的缩写，用于在IP网络中发送控制消息和错误报文。
它有助于网络中的主机和路由器之间进行通信和故障排除。
三、套接字编程套接字是实现网络通信的一种机制，也是Linux操作系统中网络通信的核心。
通过套接字编程，可以在应用层使用socket函数进行网络通信的建立和数据传输。
1. 套接字类型在Linux操作系统中，套接字类型可以分为面向连接的套接字和无连接的套接字。
面向连接的套接字主要基于TCP协议，提供可靠的数据传输和连接管理功能；无连接的套接字则主要基于UDP协议，提供高效的数据传输和较低的开销。
2. 套接字编程流程套接字编程的一般流程包括创建套接字、绑定地址、监听连接、接受连接、数据传输和关闭套接字等步骤。
通过这些步骤，应用程序可以实现与其他主机或服务的通信。
四、网络通信实现机制1. 数据链路层数据链路层是网络通信中的第一层，主要负责将数据包从物理层传输到网络层。
在Linux操作系统中，数据链路层由网络接口卡驱动程序和相应的设备驱动程序实现。
linux socket 内核原理
Linux中的Socket是一种用于网络通信的编程接口，它允许进程通过网络进行数据传输。
Socket在Linux内核中的实现涉及到多个组件和原理。
1. 网络协议栈：Linux内核中的网络协议栈负责处理网络通信的各个层次，包括物理层、数据链路层、网络层和传输层。
Socket通过网络协议栈与网络进行交互。
2. 套接字数据结构：在Linux内核中，套接字（Socket）被实现为一种数据结构，用于表示网络连接。
套接字数据结构包含了连接的相关信息，如IP地址、端口号等。
3. 文件描述符：在Linux中，套接字被视为一种文件，因此每个套接字都有一个对应的文件描述符。
通过文件描述符，进程可以对套接字进行读写操作。
4. 网络设备驱动程序：Linux内核中的网络设备驱动程序负责处理网络设备的底层操作，如发送和接收数据包。
套接字通过网络设备驱动程序与网络设备进行通信。
5. 网络协议处理：当进程通过套接字发送或接收数据时，Linux内核会根据套接字的协议类型（如TCP或UDP）进行相应的协议处理。
这包括建立连接、数据分片、错误检测等操作。
6. 系统调用：在用户空间中，进程通过系统调用（如socket、bind、connect等）来创建和操作套接字。
系统调用会触发内核中相应的函数，完成套接字的创建和操作。
总的来说，Linux内核中的Socket实现涉及到网络协议栈、套接字数据结构、文件描述符、网络设备驱动程序、网络协议处理和系统调用等多个组件和原理。
这些组件和原理共同工作，使得进程能够通过套接字进行网络通信。
{"code":0,"msg":"请求出现异常","data":{}}。
linux操作系统的基本体系结构
linux操作系统的基本体系结构一、内核（Kernel）Linux操作系统的核心是内核，它负责管理系统资源、控制硬件设备、调度进程和提供基本的系统服务。
Linux内核采用单内核结构，包含了操作系统的大部分核心功能和驱动程序。
内核是操作系统的核心组件，它提供了操作系统运行所必须的基本功能。
Linux内核具有以下特点：1、多任务处理：Linux内核支持多任务处理，可以同时运行多个程序，并实现多个程序之间的切换和管理。
2、硬件管理：Linux内核负责管理硬件设备，与硬件设备交互，控制硬件设备的工作状态。
3、内存管理：Linux内核负责管理系统的内存，包括内存的分配、释放、映射和交换等操作。
4、文件系统：Linux内核支持多种文件系统，包括ext4、NTFS、FAT等，负责文件的读写、管理和保护。
5、进程管理：Linux内核管理系统进程，包括进程的创建、调度、挂起、唤醒和终止等操作。
6、网络通信：Linux内核支持网络通信功能，包括TCP/IP协议栈、网卡驱动等，实现网络数据传输和通信。
二、ShellShell是Linux操作系统的命令解释器，用户通过Shell与操作系统进行交互。
Shell接受用户的命令，并将其转换为对应的系统调用，最终由内核执行。
Linux系统中常用的Shell有Bash、Zsh等，用户可以根据自己的喜好选择不同的Shell。
Shell具有以下功能：1、命令解释：Shell接受用户输入的命令，并将其翻译为操作系统可以执行的命令。
2、执行程序：Shell可以执行各种程序、脚本和命令，包括系统工具、应用程序等。
3、环境控制：Shell可以设置环境变量、别名和路径等，帮助用户管理系统环境。
4、文件处理：Shell可以处理文件操作，包括创建、删除、复制、移动等。
5、脚本编程：Shell支持脚本编程，用户可以编写Shell脚本来自动执行一系列操作。
三、系统工具Linux操作系统提供了丰富的系统工具，帮助用户管理系统和执行各种任务。
linux协议栈
Init_call_start以及init_call_end
Link script会把特定类型的段放在了特定位 置，vmlinxu_32_lds.S是内核的ld script， 在这个文件中定义了init_call_start以及 init_call_end 当编译内核的时候，它会把所有定义为 __init的函数放在以init_call_start开始， 以init_call_end结束的节中，这样 do_initcalls()就可以挨个调用实现定义好 的函数了 可以通过objdump –t vmlinux | grep install 查看
Link script
连接器有自己的一套语言规范，其目的是描述输入文件中 的section是如何被映射到输出文件中，并控制输出文件的 内存排列。 编译生成用户态执行的程序使用ld -verbose查看默认 script，它是内置在连接器中，ld就是使用这个缺省的 script去输出应用程序 而编译内核的时候，使用的是内核提供的script--arch/xxx/kernel/vmlinux_32.lds.S
IP Stack在Linux中的位置
由IP Stack所处的位置上看，它牵扯到内核中大部分模块，如果对其中没一 部分没有一定的了解的话，那么对IP Stack工作行为理解就会出现一些问题， 这个也是协议栈的难点
网络协议发展介绍
1 网络协议的优胜劣汰----无数的私有协议逐渐的消 失 2 IP协议的出现----被学校和军方发展壮大，形成协 议族TCP/IP 3 TCP/IP协议族----健壮、简单 4 蚕食其他网络市场份额--IPX
挂接ISR
ISR挂接过程： 1 驱动程序要首先正确的初始化 2 调用request_irq() 3 然后调用set_irq()，把申请的中断挂入相应的 中断链 4 handle_IRQ_event()就可以根据irq直接找到 handle
Linux内核bridge浅析
Linux内核bridge浅析Linux网桥模型：Linux内核通过一个虚拟的网桥设备来实现桥接的，这个设备可以绑定若干个以太网接口设备，从而将它们桥接起来。
如下图所示：网桥设备br0绑定了eth0和eth1。
对于网络协议栈的上层来说，只看得到br0，因为桥接是在数据链路层实现的，上层不需要关心桥接的细节。
于是协议栈上层需要发送的报文被送到br0，网桥设备的处理代码再来判断报文该被转发到eth0或是eth1，或者两者皆是；反过来，从eth0或从eth1接收到的报文被提交给网桥的处理代码，在这里会判断报文该转发、丢弃、或提交到协议栈上层。
而有时候eth0、eth1也可能会作为报文的源地址或目的地址，直接参与报文的发送与接收（从而绕过网桥）。
相关数据结构：其中最左边的net_device是一个代表网桥的虚拟设备结构，它关联了一个net_bridge结构，这是网桥设备所特有的数据结构。
在net_bridge结构中，port_list成员下挂一个链表，链表中的每一个节点（net_bridge_port结构）关联到一个真实的网口设备的net_device。
网口设备也通过其br_port指针做反向的关联（那么显然，一个网口最多只能同时被绑定到一个网桥）。
net_bridge结构中还维护了一个hash表，是用来处理地址学习的。
当网桥准备转发一个报文时，以报文的目的Mac地址为key，如果可以在hash表中索引到一个net_bridge_fdb_entry结构，通过这个结构能找到一个网口设备的net_device，于是报文就应该从这个网口转发出去；否则，报文将从所有网口转发。
网桥数据包的处理流程：接收过程：对于数据包的处理流程并没有明显的主线，主要就是根据内核代码中网桥部分的源码进行分析。
网口设备接收到的报文最终通过net_receive_skb函数被网络协议栈所接收。
这个函数主要做三件事情：1、如果有抓包程序需要skb，将skb复制给它们；2、处理桥接；3、将skb提交给网络层。
ip_forward转发原理
ip_forward转发原理IP转发是在网络中将IP数据包从源地址转发到目标地址的过程，其中涉及到的很多技术和原理需要熟练掌握，这里将具体介绍IP转发原理中的ip_forward转发。
ip_forward是Linux内核网络协议栈中的一个标志位，它表示系统是否开启IP路由功能，若该标志位置为1，表示系统开启了IP路由功能，可以将数据包在不同网络间转发。
ip_forward转发是Linux内核网络协议栈中非常重要的一环，它涉及到了Linux内核中多个协议层的相互协作，可以将近一步优化IP路由的效率和可靠性。
在Linux内核中，ip_forward转发是通过调用输入和输出协议栈中的相应函数实现的。
1.输入协议栈当系统收到一个IP数据包时，数据包首先会进入输入协议栈，进过IP层校验，获取接口地址和目标地址之后，内核将调用寻址函数，在路由表中搜索符合目标地址的路由条目，根据路由条目的下一跳地址和出网口确定发送时需要使用的接口。
数据包在经过ip_forward转发处理后，内核会将其重新打包，按指定的路径发送出去。
在Linux内核协议栈中，数据包在发送前会进过输出协议栈，经过协议栈中各层的处理后，最终发送到网卡驱动程序。
3.ARP查询在数据包发送前，还需要进行ARP查询以获得目标MAC地址，用于构建数据包的二层帧头，在ARP表中，数据包的目标地址和出接口可以找到对应的MAC地址，而路由器如果在自己的ARP表中找不到对应的MAC地址，就需要进行ARP查询，向同一网段中的其他设备广播ARP数据包，请求其他设备返回自己的MAC地址。
当收到其他设备的响应后，路由器会把获得的MAC地址存入其ARP表中，便于以后的数据包转发。
若路由器找不到目标设备的MAC地址并且其他设备也没有响应，就会丢弃该数据包，直到ARP响应返回为止。
总的来说，ip_forward是Linux内核网络协议栈中非常重要的一环，它可以将数据包在不同网络间转发，必要时进行ARP查询，提高数据传输的效率和可靠性。
Linux内核802.11无线网络协议栈的设计与实现
近十几年来 ，Ｌｎ ｘ ｉｕ …以其开放源代 码的特点伴随着互联 网的飞速发展取得 了前所未有 的成功。 ．版 本的 Ｌｎ ｘ内核 ２６ ｉｕ
（） ６完成 ８ ２１ 协议 中加密和解密 的软件实现 。 ０ ．１ Ｊ
２ Ｅ Ｅ ０ ． 协议栈的适用范围 Ｉ Ｅ ８２ １ １
Ｉ Ｅ ８２１ 作为 Ｌｎ ｘ内核标准的无线 网络协议栈 ，可 Ｅ Ｅ ０ ．１ ｉｕ 以支持工作在 Ｂ Ｓ Ｉ Ｓ Ｓ ，Ｂ Ｓ和 Ｍｏｉ ｒ ｎｔ 模式（ ｓ ｒ ｏ Ｍａｔ 模式 ，即无 ｅ
进行很好的支持 。其 中最突出的问题就表现在内核中没有一 个用于处理 Ｉ Ｅ ０ ．１报文 的通用的无线 网络协议栈。为 Ｅ Ｅ ８ ２１
了解决 以上 问题 以便为 Ｌｎ ｘ下无线网卡驱动程序的开发提 ｉｕ
种： １Ｆ ｌ Ｃ将所有的功能实现放入硬件 或固件种完成 ； （）ｕｌ ＭＡ
（）ｏｔ Ｃ 将所有实现放 入到主机 中的驱动程序和 操作系 ２Ｓ ｆ ＭＡ
供方便 ， 笔者以及相关人员设计并实现 了名为 ＩＥ ８ ２１ 的 Ｅ Ｅ ０ ．１ 无线网络协议栈（ｔ ：Ｉ Ｅ ８２１． ． ｔ。 ｈｔ ／Ｅ Ｅ ０ ．１ ｆ ｅ）经过半年左右时问 ｐ／ ｓｎ
的调试 和完善 ，Ｌｎ ｓＴ ｒａ ｓ ｉｕ ｏｖｌ 最终将其加入到 Ｌｎ ｘ２６１ ｄ ｉｕ ．． ４
Linux协议栈实现分析完整版
sys_socketcall()
sys_socketcall()
sys_socketcall()
sys_socketcall()
sys_socket()
sys_bind()
sys_listen()
sys_accept()
sock_create()
sockfd_lookup()
sockfd_lookup()
ip_route_connect()
sock_close()
tcp_connect()
sock->ops->release()
tcp_transmit_skb()
tcp_close()、udp_close()
read调用
read() sys_read() sock_readv() sock_readv_writev()
如果定义了NETFILTER,则先进入 IP_FORWARD
Iq
lter
ip_options_compile ip_forward_finish ip_route_input_slow 在缓存中找到
ip_output.c:367
ip
进行路由，并把skb->dst->input函数 指针指向ip_local_deliver或ip_error 或ip_forward或ip Route.c:1658-1675行，在路由时 会先在路由缓存中查找，没找到则 由ip_route_input_slow函数从路 由表中查，并加入到缓存中
sockfd_lookup()
__sock_create()
security_socket_bind()
security_socket_listen()
linux 协议栈
linux 协议栈Linux 协议栈。
Linux 操作系统是一种开源的操作系统，其内核具有强大的网络功能，其中包括协议栈。
协议栈是网络通信的基础，它由一系列协议层组成，负责在网络中传输数据。
Linux 协议栈是 Linux 内核中的网络协议栈，它实现了各种网络协议，包括TCP/IP、UDP、ICMP 等，为应用程序提供了网络通信的支持。
Linux 协议栈的结构包括网络接口层、网络层、传输层和应用层。
在网络接口层，Linux 支持各种网络接口类型，包括以太网、Wi-Fi、蓝牙等，它负责管理网络接口的硬件和驱动程序。
网络层实现了 IP 协议，负责数据包在网络中的路由和转发。
传输层实现了 TCP 和 UDP 协议，负责建立端到端的连接和可靠的数据传输。
应用层提供了各种网络应用程序接口，如 HTTP、FTP、SMTP 等，使应用程序能够通过网络进行通信。
Linux 协议栈的设计遵循了开放、灵活、可扩展的原则。
它支持各种网络协议和标准，并且能够适应不同的网络环境和需求。
Linux 内核提供了丰富的网络功能和接口，使开发人员能够方便地开发各种网络应用程序和服务。
同时，Linux 协议栈的源代码是开放的，任何人都可以查看和修改，这使得 Linux 协议栈能够不断地改进和优化。
在实际应用中，Linux 协议栈被广泛应用于各种网络设备和系统中。
它不仅被用于传统的服务器和路由器中，还被应用于嵌入式系统、物联网设备、云计算平台等各种场景。
由于 Linux 协议栈的稳定性、高性能和灵活性，它成为了许多网络设备和系统的首选。
总的来说，Linux 协议栈是 Linux 内核中的网络协议实现，它提供了强大的网络功能和接口，能够满足各种网络应用的需求。
它的开放、灵活、可扩展的设计理念，使得它在各种网络设备和系统中得到了广泛的应用。
随着网络技术的不断发展，Linux 协议栈也在不断地改进和完善，将会继续发挥重要作用，推动网络技术的进步和发展。
linux网络内核基础
一.linux内核网络栈代码的准备知识 1. linux内核ipv4网络部分分层结构：BSD socket层：这一部分处理BSD socket相关操作，每个socket在内核中以struct socket结构体现。
这一部分的文件主要有：/net/socket.c /net/protocols.c etcINET socket层：BSD socket是个可以用于各种网络协议的接口，而当用于tcp/ip，即建立了AF_INET形式的socket时，还需要保留些额外的参数，于是就有了struct sock结构。
文件主要有：/net/ipv4/protocol.c /net/ipv4/af_inet.c /net/core/sock.c etcTCP/UDP层：处理传输层的操作，传输层用struct inet_protocol和struct proto两个结构表示。
文件主要有：/net/ipv4/udp.c /net/ipv4/datagram.c /net/ipv4/tcp.c/net/ipv4/tcp_input.c /net/ipv4//tcp_output.c /net/ipv4/tcp_minisocks.c/net/ipv4/tcp_output.c /net/ipv4/tcp_timer.c etcIP层：处理网络层的操作，网络层用struct packet_type结构表示。
文件主要有：/net/ipv4/ip_forward.c ip_fragment.c ip_input.c ip_output.c etc.数据链路层和驱动程序：每个网络设备以struct net_device表示，通用的处理在dev.c中，驱动程序都在/driver/net目录下。
2. 两台主机建立udp通信所走过的函数列表^| sys_read fs/read_write.c| sock_read net/socket.c| sock_recvmsg net/socket.c| inet_recvmsg net/ipv4/af_inet.c| udp_recvmsg net/ipv4/udp.c| skb_recv_datagram net/core/datagram.c| -------------------------------------------| sock_queue_rcv_skb include/net/sock.h| udp_queue_rcv_skb net/ipv4/udp.c| udp_rcv net/ipv4/udp.c| ip_local_deliver_finish net/ipv4/ip_input.c| ip_local_deliver net/ipv4/ip_input.c| ip_recv net/ipv4/ip_input.c| net_rx_action net/dev.c| -------------------------------------------| netif_rx net/dev.c| el3_rx driver/net/3c30Array.c| el3_interrupt driver/net/3c30Array.c＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝| sys_write fs/read_write.c| sock_writev net/socket.c| sock_sendmsg net/socket.c| inet_sendmsg net/ipv4/af_inet.c| udp_sendmsg net/ipv4/udp.c| ip_build_xmit net/ipv4/ip_output.c| output_maybe_reroute net/ipv4/ip_output.c| ip_output net/ipv4/ip_output.c| ip_finish_output net/ipv4/ip_output.c| dev_queue_xmit net/dev.c| --------------------------------------------| el3_start_xmit driver/net/3c30Array.cV 3. 网络路径图、重要数据结构sk_buffer及路由介绍linux-net.pdf 第2.1章第2.3章第2.4章4. 从连接、发送、到接收数据包的过程linux-net.pdf 第4、5、6章详细阐述二.linux的tcp-ip栈代码的详细分析1.数据结构(msghdr,sk_buff,socket,sock,proto_ops,proto) bsd套接字层,操作的对象是socket,数据存放在msghdr这样的数据结构：创建socket需要传递family,type,protocol三个参数，创建socket其实就是创建一个socket实例，然后创建一个文件描述符结构，并且互相建立一些关联，即建立互相连接的指针，并且初始化这些对文件的写读操作映射到socket的read，write函数上来。
Linux网络协议栈收消息过程-RingBuffer
Linux⽹络协议栈收消息过程-RingBuffer想看能不能完整梳理⼀下收消息过程。
从 NIC 收数据开始，到触发软中断，交付数据包到 IP 层再经由路由机制到 TCP 层，最终交付⽤户进程。
会尽⼒介绍收消息过程中的各种配置信息，以及各种监控数据。
知道了收消息的完整过程，了解了各种配置，明⽩了各种监控数据后才有可能在今后的⼯作中做优化配置。
所有参考内容会列在这个系列最后⼀篇⽂章中。
Ring Buffer 相关的收消息过程⼤致如下：图⽚来⾃参考1，对 raise softirq 的函数名做了修改，改为了 napi_scheduleNIC (network interface card) 在系统启动过程中会向系统注册⾃⼰的各种信息，系统会分配 Ring Buffer 队列也会分配⼀块专门的内核内存区域给 NIC ⽤于存放传输上来的数据包。
struct sk_buff 是专门存放各种⽹络传输数据包的内存接⼝，在收到数据存放到 NIC 专⽤内核内存区域后，。
Ring Buffer 队列内存放的是⼀个个 Packet Descriptor ，其有两种状态： ready 和 used 。
初始时 Descriptor 是空的，指向⼀个空的 sk_buff，处在 ready 状态。
当有数据时，负责从 NIC 取数据，并在 Ring Buffer 上按顺序找到下⼀个 ready 的 Descriptor，将数据存⼊该Descriptor 指向的 sk_buff 中，并标记槽为 used。
因为是按顺序找 ready 的槽，所以 Ring Buffer 是个 FIFO 的队列。
当 DMA 读完数据之后，NIC 会触发⼀个 IRQ 让 CPU 去处理收到的数据。
因为每次触发 IRQ 后 CPU 都要花费时间去处理 Interrupt Handler，如果 NIC 每收到⼀个 Packet 都触发⼀个 IRQ 会导致 CPU 花费⼤量的时间在处理 Interrupt Handler，处理完后⼜只能从 Ring Buffer 中拿出⼀个 Packet，虽然 Interrupt Handler 执⾏时间很短，但这么做也⾮常低效，并会给 CPU 带去很多负担。
skb系列函数 -回复
skb系列函数-回复"[skb系列函数]"：Linux内核中的数据结构和功能解析引言：在Linux内核中，网络协议栈的实现离不开一系列的数据结构和函数。
其中，"skb"（Socket Buffer）数据结构及其相关的函数被广泛使用于网络协议栈的数据传输和处理过程中。
本文将深入解析"skb系列函数"，探讨其功能和用法，帮助读者更好地理解Linux网络协议栈的工作原理。
第一部分：什么是skb？"skb"是Linux内核中用于在网络协议栈之间传输数据的通用数据缓冲区。
它是以"sk_buff"结构体的形式存在的。
该结构体包含了各种用于描述和处理数据包的信息，如数据指针、数据长度、协议类型等。
第二部分：skb的创建和销毁在使用skb之前，首先需要创建一个skb对象。
创建skb对象的一种方法是使用"alloc_skb"函数。
该函数会在内核堆中分配一块连续的内存空间来存放skb数据。
使用完skb后，需要使用"dev_kfree_skb_any"函数将其释放，以避免内存泄漏。
第三部分：skb的填充和读取在创建skb对象之后，我们可以使用一系列函数来填充数据和读取数据。
其中，"skb_put"函数和"skb_pull"函数分别用于在skb后追加数据和从skb前拿出数据。
这使得我们能够按需填充和读取数据，提高了数据处理的效率。
第四部分：skb的链表操作除了用于传输单个数据包的skb，"skb系列函数"还提供了链表操作的函数，以处理多个数据包。
其中，"skb_queue_head"函数和"skb_queue_tail"函数分别用于在链表头插入数据包和在链表尾插入数据包。
这种链表结构使得能够高效地处理多个数据包，如协议栈中的队列管理。
linux 协议栈 udp checksum校验
linux 协议栈 udp checksum校验UDP是用户数据报协议，是一种无连接的数据传输协议。
在UDP协议中，数据包被分割成数据报，并被添加了一些控制信息后发送。
其中一个控制信息是UDP校验和，用于检测数据包在传输过程中是否发生了错误。
UDP校验和的计算是通过对UDP数据报的各个字节进行求和，并用反码取反的方式来实现的。
校验和的计算过程如下：1.将数据报的每个字节都视作16位的无符号整数，将相邻的两个字节合并成一个16位整数。
2.将以上结果进行求和，直到得到的结果在16位范围内。
3.将求和得到的结果取反，得到校验和。
接收方在接收到UDP数据报后，会对数据进行校验和的计算。
计算过程与发送方类似，只不过在计算过程中包括了接收到的校验和字段。
如果接收方计算得到的校验和结果为0，则说明数据包在传输过程中没有发生错误；否则，说明数据包在传输过程中发生了错误，接收方会丢弃数据包。
UDP校验和的目的是在数据传输过程中检测数据包是否正确地传输到目的地。
由于UDP是无连接的协议，不提供任何可靠性保证。
因此，不同于TCP协议，UDP校验和并不能保证数据包的完整性和顺序，只能保证数据包是否损坏。
如果数据报损坏，接收方将会丢弃该数据报。
需要注意的是，UDP校验和并不能保证数据报的绝对可靠性。
在进行校验和计算时，可能会出现一些问题。
例如，如果在传输过程中数据报被篡改，而校验和字段没有被修改，那么接收方仍然无法正确地检测到数据包的错误。
同时，在一些网络设备上，可能会关闭UDP校验和功能，以提高数据传输的性能。
总结来说，UDP校验和是一种简单但不可靠的机制，用于检测UDP数据包在传输过程中是否发生了错误。
通过对数据报的每个字节进行求和并取反，接收方可以判断数据包是否损坏。
然而，UDP校验和并不能保证数据包的完整性和顺序，也无法检测到一些潜在的问题。
因此，在使用UDP协议时，需要注意数据的可靠性和安全性的问题。
linux 协议栈 udp checksum校验
linux 协议栈 udp checksum校验UDP（用户数据报协议）是一种无连接的传输层协议，它在Linux协议栈中起着重要的作用。
在UDP协议中，数据被划分为多个数据报发送。
每个数据报都包含一个UDP头部和数据部分。
UDP数据报的头部有两个重要字段：源端口和目标端口。
这两个字段指定了数据报发送和接收的应用程序。
除了这些字段，UDP头部还有一个长度为16位的校验和字段，用于检测数据在传输过程中是否被改动。
校验和是通过一个算法生成的，接收方可以使用相同的算法来验证数据的完整性。
UDP协议中的校验和是十分关键的，它提供了对数据完整性的保护。
在发送端，当数据报准备好发送时，操作系统会计算数据报的校验和并将其填充到UDP头部的校验和字段中。
接收方在收到数据报后，会重新计算校验和，并将其与接收到的校验和进行比较。
如果两个校验和不一致，那么接收方将会认为数据报被修改过，并丢弃该数据报。
UDP校验和算法是一种简单而有效的算法，它使用二进制反码求和来计算校验和。
具体步骤如下：1.将数据报的每个16位字节划分成两个8位的字节，即低字节和高字节。
2.将所有16位字节对进行二进制反码求和，得到一个32位的中间结果。
3.如果中间结果高16位的任何位上有进位，则将进位加到低16位上去。
4.将中间结果的低16位取反，得到最终的校验和。
UDP校验和的计算是在传输层的协议进行的，而不是在网络硬件上。
这就意味着校验和的计算和验证由操作系统负责，而不是由网络设备完成。
这种设计灵活性很高，可以适用于不同种类的网络接口。
UDP校验和的作用是保证数据在传输过程中的完整性。
如果数据在传输过程中被修改，那么校验和的值就会发生变化，接收方可以通过比较校验和的值来判断数据是否被篡改。
然而，UDP校验和并不能提供数据的机密性和真实性，因为它是一种简单的校验和算法，容易被攻击者伪造。
总而言之，UDP校验和在Linux协议栈中起着重要的作用，用于检测数据在传输过程中的完整性。
linux 协议栈 udp checksum校验
linux 协议栈 udp checksum校验在计算机网络通信中，UDP（User Datagram Protocol）是一种无连接的传输层协议。
UDP协议主要用于传输不需要可靠性保证的数据，因为它的优势在于速度快、开销小。
然而，由于UDP协议不提供数据校验的功能，因此在数据传输过程中可能会出现传输错误的情况。
为了解决这个问题，Linux协议栈提供了UDP Checksum校验机制。
一、UDP简介UDP是无连接的，它不提供数据包的可靠递送、流量控制和拥塞控制等功能。
相比之下，TCP（Transmission Control Protocol）则是面向连接的，它提供了可靠性保证，但也带来了更大的开销。
UDP协议适用于那些对实时性要求较高，但对可靠性要求相对较低的应用，比如音频、视频和实时游戏等。
UDP的数据包格式较简单，仅包含源端口号、目的端口号、长度和校验和等字段。
其中，校验和字段用于检测数据包在传输过程中的错误。
二、UDP Checksum校验原理在UDP协议中，校验和字段用于对数据包进行简单的错误检测。
发送端在发送UDP数据包之前，会计算数据包中所有16位字的二进制反码求和。
然后将结果反码取反，得到的结果即为校验和。
接收端在接收到UDP数据包后，同样计算数据包中所有16位字的二进制反码求和，并加上接收到的校验和。
如果求和结果每一位都为1（全1），则说明数据包在传输过程中没有出现错误。
如果求和结果中存在0，则表示数据包出现了错误。
UDP Checksum校验的原理比较简单，只是对数据包进行简单的检错，并不能提供完全可靠性保证。
三、Linux协议栈中的UDP Checksum校验在Linux协议栈中，UDP Checksum的计算和校验是由协议栈内核模块来完成的。
Linux内核提供了一系列用于计算和校验UDP Checksum的函数和接口。
发送端在传输UDP数据包之前，可以调用内核提供的函数计算校验和，并将结果写入数据包的校验和字段。
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增加新的NF hook
AF_UNSPEC (0)
AF_UNIX
(1)
AF_INET
(2)
AF_AX25
(3)
AF_IPX (4)
AF_APPLETALK(5)
NF_IP_PRE_ROUTING (0) NF_IP_LOCAL_IN (1) NF_IP_FORWARD (2) NF_IP_LOCAL_OUT (3) NF_IP_POST_ROUTING(4)
int priority; };
系统有两个内核输出函数供增加/删除处理函数:
int nf_register_hook(struct nf_hook_ops *reg); void nf_unregister_hook(struct nf_hook_ops *reg);
注册的NF hooks列表
struct list_head nf_hooks[NPROTO][NF_MAX_HOOKS];
软中断处理机制
接收包列表 目标MAC 源MAC 协议类型
AAAA BBBB ETP_P_IP CCCC DDDD ETP_P_ARP
……
协议函数表
ETP_P_IP ip_rcv
ETP_P_ARP arp_rcv
……
……
网络层
应用程序往 socket发送包
发往传输层
发往网络层
内部包 发往传输层 发往socket 放到应用程
ip_local_deliver_finish： 根据传输层协议查找该
协议入口函数
ip_local_deliver：本地包， 并进行碎片重组
ip_route_input_slow ：在路由表中查找路由
ip_route_input：在缓存中查找路由
ip_rcv_finish：接收处理完成之前的一些操作
struct packet_type ipproto; myproto.type = htons(ETH_P_IP); myproto.func = ip_rcv; myproto.dev = NULL; myproto.data = NULL; dev_add_pack (&ipproto)
以太协议处理机制
已路由
碎片检查
dev_queue_xmit：发送到网卡
NetFilter ：NF HOOKS
关键结构: nf_hook_ops
struct nf_hook_ops {
struct list_head list;
nf_hookfn *hook; handler address int pf; family (AF_INET, AF_INET6, AF_IPX, ...) int hooknum; (NF_IP_*, NF_IP6_*, NF_IPX_*, ...)
序buffer
包到达网卡
否 本机 包? 是
发往网络层
丢包
转发 包?
否 外部包
查找路由
包发往网卡
包发往网络
丢包
缓存 中?是
返回 入口
否 数据库 查找
放到缓 存中
网络层接收函数栈
ip_finish_output：发送到网卡
ip_forward_finish：转发之前一 些操作，主要是IP选项、碎片
ip_forward：转发包，并处理TTL
调用中断处 理函数
产生中断
系统检测到 数据
网卡驱动与网络层接口
发送：dev_queue_xmit 包校验 流控 调用网卡驱动发送函数
接收：netif_rx 放入接收包队列 触发软中断，导致软中断函数运行
增加IP协议处理
struct packet_type
{
unsigned short
type; htons(ether_type：IP、ARP)
目标IP AAAA CCCC EEEE
源IP BBBB DDDD FFFF
……
协议类型 UDP TCP ICMP
协议函数表
UDP
udp_rcv
TCP
tcp_v4_rcv
ICMP
icmp_rcv
……
……
网络层发送函数栈
ip_build_xmit：填充IP头
尚未路由
ip_build_xmit_slow： 查找发送路由
register_netdevice
注册发送函数指针 hard_start_xmit
设置中断号及中断处理 函数ei_interrupt() （接 收处理）
网络层通过函数 dev_queue_xmit() 调 用注册函数 hard_start_xmit发送
接收包
调用netif_rx
将接收数据组 成以太帧
struct net_device *dev; NULL 意味所有设备
int (*func) (...); 处理函数地址
void *data; 私有数据
struct list_head list;
};
系统有两个内核输出函数供增加/删除协议处理函数: void dev_add_pack(struct packet_type *pt) void dev_remove_pack(struct packet_type *pt)
ip_rcv：进行IP包的校验
网络层对传输层协议的管理
struct inet_protocol {
unsigned char protocol; UDP、TCP、ICMP、IGMP等 int (*hander) (...); 处理函数地址 };
系统有两个内核输出函数供增加/删除处理函数:
void inet_add_protocol(struct inet_protocol *prot); int inet_del_protocol(struct inet_protocol *prot);
网卡
LINUX应用层 LINUX内核
包发送接收总体示意图
应用程序往 socket发送包
发往传输层
发往网络层
内部包 发往传输层 发往socket 放到应用程
序buffer
包到达网卡
否 本机 包? 是
发往网络层
丢包
转发 包?
否
外部包
查找路由丢包包源自往网卡包发往网络网卡驱动
初始化
发送包
struct device
大纲
总体架构 网卡驱动（数据链路层） 数据链路层与网络层接口 网络层（IP） 一个重要的技术：NETFILTER 传输层（TCP/UDP） 传输层与应用层的接口 总结
总体框架
网络socket应用程序
BSD Socket
INET Socket
TCP
UDP
网络层（IP协议）
网卡驱动与网络层接口
网卡驱动