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标题: tcp/ip协议是否真的一定需要缓冲块呢？ [打印本页]

作者: true_casey 时间: 2013-09-16 15:11
标题: tcp/ip协议是否真的一定需要缓冲块呢？
突然有一个疑问，tcp/ip 协议其实根本没有什么深的技术，但是对与设计协议的人来说是很复杂的，tcp/ip 协议栈就只遵照这个协议的规章制度，解包而已，我脑海里的印象是：
数据帧引发中断，然后获得数据，如果设计追求简单的话，只直接解包头（相对于当前层的包头），丢给上一级就OK，对于一帧一帧的处理过程来说，缓存根本就不是必要的，全部是在内存里操作，不存在速度的问题，那LINUX内核里的 SK_BUFF到底是起的什么作用呢？，（除了减少COPY次数之外的原因），小弟可能见识浅薄，但想知道SK_BUFF的具体作用是什么？
在此多谢了。。。

作者: Godbach 时间: 2013-09-17 09:29
回复 1# true_casey

那你可以先了解一下 sk_buff 的作用。

作者: true_casey 时间: 2013-09-17 10:16
我的粗浅的理解：
1. 数据帧引发中断，然后申请 sk_buff，然后进行一系列的检查后，将数据装入sk_buff,然后丢给上一级。
2. 每来一个帧都要申请一个 sk_buff ，然后在协议栈的处理过程里 free_skb，那么申请sk_buff 的函数必须十分高效，linux 内核的内存管理保证了这一点。

由以上两点，我认为，对于读来说，都是一帧一帧的操作，每一个帧对应一个sk_buff，读操作，sk_buff的作用仅仅在于减小拷贝次数，但是写却很有大作用，因为一个sk_buff可以对应大量的数据，底层的发送帧函数，只要从sk_buff 里读出来，再切成帧再发送出去即可（最大1518）。

> 请问，我的理解是否是正确的呢，你不要叫我看代码，这转移了我的注意力，我只想知道linux 内核是怎么做的，知道是这么个方法就够了。

作者: 瀚海书香 时间: 2013-09-17 10:42
回复 3# true_casey

我的粗浅的理解：
1. 数据帧引发中断，然后申请 sk_buff，然后进行一系列的检查后，将数据装入sk_buff,然后丢给上一级。
2. 每来一个帧都要申请一个 sk_buff ，然后在协议栈的处理过程里 free_skb，那么申请sk_buff 的函数必须十分高效，linux 内核的内存管理保证了这一点。

由以上两点，我认为，对于读来说，都是一帧一帧的操作，每一个帧对应一个sk_buff，读操作，sk_buff的作用仅仅在于减小拷贝次数，但是写却很有大作用，因为一个sk_buff可以对应大量的数据，底层的发送帧函数，只要从sk_buff 里读出来，再切成帧再发送出去即可（最大1518）。

> 请问，我的理解是否是正确的呢，你不要叫我看代码，这转移了我的注意力，我只想知道linux 内核是怎么做的，知道是这么个方法就够了。

既然你不想看代码，那就告诉你吧。你的读取理解错误；写也理解错误。。。

作者: true_casey 时间: 2013-09-17 10:58
那请你告诉我一下，到底是怎么处理，不要丢给我这么一句不负责任的话，给出理由。

作者: guanglongxishui 时间: 2013-09-19 09:12
回复 5# true_casey

首先你的缓存和内存概念理解错了。网卡收报文时，报文首先是存在网卡芯片硬件的高速缓存里的。这块硬件缓存的大小是很小的。如果大量报文到达网卡，就会使
网卡上的硬件缓存填满，这时网卡就会丢报文。所有网卡驱动需要把报文从硬件缓存中拷贝到内存中。这时在内存中一个skb就代表一个报文。

同时linux 内核协议栈是运行在内存中的，直接在硬件缓存中读写报文是不可行的。这也是需要拷贝到内存的原因。如果是到本机的报文，还需要通过socket送到
应用层处理。这时报文还会从内核空间拷贝到用户空间。

作者: 鬼鬼一哈 时间: 2013-09-19 10:16
回复 6# guanglongxishui
对网络不了解，不过我猜数据只要一出现在网卡的缓冲区中，应该就会有中断通知，系统分配sk_buff，然后数据的搬移应该也是用dma方式吧。

作者: guanglongxishui 时间: 2013-09-19 20:09
现在一般的网卡都使用DMA的方式把硬件缓存的报文存入内存，中断通知内核后驱动程序会给每个报文分配skb后送协议栈处理。

作者: true_casey 时间: 2013-09-22 11:26
谢谢各位，但你说的不全对，你说的是硬件缓存，我说的软件缓存，就是文件系统hash那一类，文件系统软件缓存的存在是为了抗波动（硬盘也有硬件缓存），这样不必频繁的读写磁盘，我觉得sk_buff存在的理由之一也是如此，磁盘写的时候先写到缓存中，当缓存满，或者刷新的时候，再由sync同步到设备，写设备就是写硬件缓存，因为写设备是IO操作，是计算机的瓶颈所在，开一个CACHE可以极大减小IO操作次数，而网卡操作也是IO,也是很慢的，所以得需要一个cache，我觉得sk_buff就充当了这个cache，当然这是其中一个理由，sk_buff存在的理由的确有你说的:如果大量数据到达，会丢数据。但是只是理由中的其中一个，我阅读过 TI C67的开源协议栈，人家就3个mbuf。TI C67上的协议栈实现验证了我的想法，缓存的存在不是必要的，存在是为了速度，我个人觉得网络协议栈缓存存在理由：

1. 减少IO次数
2. 减少COPY 次数
3. 你说的丢数据问题

这是我的拙见，说的不对的地方请指正。

作者: true_casey 时间: 2013-09-22 11:27
还有，我的问题是，是否每来一个帧，就分配一个 sk_buff 呢，谢谢各位了、、、

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