Linux Kernel TCP/IP Stack|Linux网络硬核系列
介绍Linux网络技术中最核心的部分--TCP/IP协议栈 。
我们先看一下抽象的网络协议栈模型
再按分层思想看Linux内核协议栈实现框架
1. socket layer
socket框架
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socket系统调用（socket，bind，listen，accept，send，recv等）
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BSD socket API
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协议栈sock抽象适配层
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tcp/udp/icmp/raw/packet/netlink/... socket管理
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socket选项
2. tcp/udp layer
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TCP报文收发
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TCP Socket连接管理
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TCP协议状态机，定时器处理
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TCP滑动窗口，拥塞控制框架
L3 IP layer
1. IP handle
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报文分片和重组
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IP协议字段处理，IP选项，Qos，TTL，校验等处理
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报文接收（解封装）和发送(IP协议封装，提供给上层接口）
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组播，ICMP协议处理等
2. netlfilter框架
5个HOOK点：
PREROUTING：数据包进入路由表之前
INPUT：通过路由表后目的地为本机
FORWARD：通过路由表后，目的地不为本机
OUTPUT：由本机产生，向外发送
POSTROUTIONG：发送到网卡接口之前。
每个HOOK点都会执行一些函数，大致分为下面几个表：
NAT表: 用于实现nat功能，端口映射，地址映射等
mangle表: 用来修改报文，例如更改IP标头的TOS / DSCP / ECN位
filter表：用来过滤报文
raw表：用来提前标记报文不走一些流程（比如不需要建会话)
conntrack表：连接跟踪表，跟踪连接会话，用来实现状态防火墙，NAT功能的基础，可扩展更多功能。
核心处理流程
主要功能
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无状态数据包过滤（IPv4和IPv6）
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有状态的数据包过滤（IPv4和IPv6）
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各种网络地址和端口转换，例如NAT / NAPT（IPv4和IPv6）
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灵活可扩展的基础架构
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第三方扩展的API
3. 路由系统
协议栈处理位置
路由子系统架构
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FIB（The Forwarding Information Base ）
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策略路由 Policies
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路由匹配HASH，LC-tries等
主要功能
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三层路由转发
4. 邻居系统
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ARP协议(IPV4),NDP协议（IPV6)
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邻居表新建，更新，老化机制，状态转化等
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API接口
主要功能
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获取mac地址
L2 link layer(driver)
1. Link layer
Bridge
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FDB(mac forwarding database)管理
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port，bridge对象管理和报文接收，转发
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STP，vlan协议相关处理
主要功能
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实现二层mac转发
链路协议
Packt Type
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Protocol handler
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Packet_type list
主要功能
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链路层报文协议分发
Traffic control
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qdisc ：通过队列将数据包缓存起来，用来控制网络收发的速度
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class ：用来表示控制策略
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filter ：用来将数据包划分到具体的控制策略
主要功能
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提供的流量限速、整形和策略控制机制（Qos）
2. hardware driver layer
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网络设备管理
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RPS,RFS,XPS,GRO,GSO,TSO等优化特性
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网卡软中断收发，NAPI，DMA
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支持各种网卡驱动实现
协议栈文件系统
Proc FileSystem
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/proc/net
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/proc/sys/net
ipv4
core
Sys FileSystem
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/sys/class/net/ethx
主要功能
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提供协议栈相关配置查询和设置
最后
整体架构图
