|
网络数据到达如果经过内核怎么处理？如果不经过内核怎么处理？用户态协议栈？napi？netmap？dpdk？ovs-dpdk?openflow？sdn？f-stack？nfv？fd.io?
传统网络设备驱动包流向和处理流程：
网络数据包->网卡->网卡dma拷贝数据到内核缓冲区? ? ? ->? ? ?网卡发送中断给内核 或者内核自己轮询（napi）? ?->? ? cpu接管? ?->? ? 网卡驱动处理解析数据包? ?->? ? 内核协议栈解析ip包? ?->? ? 内核协议栈解析tcp包? ?->? ? 修改对应fd可读，加入epoll就绪列表，通知对应的进程? ?->? ?切换到用户态，对应的进程从内核将数据拷贝到应用层缓冲区。
保证可靠和qos（服务质量）可能需要的特性，以tcp为例：
物理层：调制解调器处理模电数电的转换，什么都不能保证，解调后数据就是二进制流；
数据链理层：封装成帧，透明传输，差错检测。到这一层已经可以将数据流拆成包了（头尾都有标志符），并且使用crc差错校验，但是校验失败就丢包，没有重传机制可靠性还是很弱。
网络（ip）层：头部已经可以区分不同的ip地址的包，并且可以支持ip分片和重组，有首部检验和能一定程度保证首部的正确性（只是头部16位相加的反码，校验功能很弱），生存时间ttl一定程度保证无效包的清出，总长度标志了包体界限，可记录上层协议类型。但是和数据链路层相比并没有加强多少可靠性。（包头长 = 固定20字节 + 可选字段，一般为4的倍数）
传输层udp：在ip基础上只增加了两端的端口，包长和整包的校验和（和ip校验和类似，头部和数据都校验）。整包的校验和能一定程度保证包的数据的可靠性，但是仅此而已。（包头长 =固定8字节）
传输层tcp：面向连接，可靠交付，点对点，全双工通信，面向字节流。到这一层保证了可靠性的同时能保证qos。两端端口实现ip分用；序号保证字节流的有序；确认号期望下一个报文段的序号；数据偏移记录首部长度；6位控制位可以实现urg，ack,数据传输的优先级psh，复位rst,建立连接的syn，中止连接的fin；窗口大小告诉对方发送大小限制；校验和和udp一样；紧急指针记录紧急数据的字节数，窗口为零仍然可使用；可选选项最多加20字节，可选mss数据段最大长度，窗口扩大，时间戳，sack。（包头长 =固定20字节+4n，总共最多40字节）
tcp保证可靠性的机制：可靠连接的建立，连接的释放，滑动窗口，超时重传，选择确认sack，时间戳。定时器（建立连接定时器，重传定时器，延迟应答定时器，坚持定时器，保活定时器，FIN_WAIT_2定时器，TIME_WAIT定时器）。
tcp保证服务质量qos：利用滑动窗口实现流量控制，拥塞控制（新算法bbr）。
|