小林图解网络-基础篇

2.1 TCP\IP有哪几层

TCP、IP协议栈主要有应用层、传输层、网络层

它们的功能作用、拥有哪些协议？

应用层主要为用户提供服务，完成特定的功能。
场景的协议有HTTP、FTP、DNS

传输层主要提供应用进程之间的通信，以端口标识应用
主要协议有TCP、UDP协议

UDP提供不可靠、无连接的数据传输服务
TCP提供可靠的、面向连接的数据传输服务
TCP具有差错控制、超时重传、拥塞控制等功能

网络层主要传输端到端之间的数据，以IP地址标识设备，主要具有寻址、路由等功能
主要有IP协议、ICMP协议和ARP协议

网络接口层主要负责通信设备的数据传输，添加mac帧的帧头和帧尾

2.2 输入网址到网页显示之间发生了什么？

浏览器解析URL地址
通过DNS获得网络IP地址
通过系统调用socket库委托操作系统的协议栈工作，
协议栈包括TCP、UDP、IP协议
操作系统根据IP发起TCP请求，网卡发送数据帧，经由交换机、路由器等通信设备，达到服务器，
与之建立TCP连接
然后，将HTTP请求发送给服务器，服务器解析请求内容进一步处理，获得相应的数据，封装到HTTP响应中返回，显示在浏览器中。

2.3 Linux如何收发网络包？

linux的应用程序主要通过系统调用socket库，委托协议栈来进行网络通信
涉及的协议栈有TCP、UDP、IP、ICMP、ARP和MAC
TCP、UDP给应用数据加上端口信息头
IP给数据包加上IP头
网络接口层给数据加上帧头和帧尾

linux程序接受网络包时
网卡收到数据将其写在ring buffer 环形数据缓冲区，然后通过中断的方式通知操作系统，网络包已经到达
（现在通过DMA技术发起硬件中断通知CPU，CPU调用硬件中断处理函数，处理函数会先暂时屏蔽中断，然后调用软中断。软中断有装门的ksostirpd线程处理，通过轮询从Ring buffer中获得一个sk_buff，作为网络包交给协议栈处理）

linux程序发送网络包时

应用程序发送数据时，首先会进行系统调用，由用户态进入内核态，socket会将用户数据拷贝一份到内核空间sk_buff
TCP或UDP协议，加上端口信息，TCP为了后续可能超时重传会复制一次sk_buff
IP协议会对进行切片、加上ip头，
网络接口层会调用ARP协议获得下一条mac地址，封装帧头、帧尾
之后通过软中断，通知网卡进行发送，驱动会读取sk_buff将其挂载到RingBuffer中，再映射到DMA区域，由网卡进行发送