数据发送时为什么要先在IP层分片再在MAC层线性化SKB

紫柳

如题

linux在进行数据包发送时，在ip曾用ip_fragment对大于MTU的数据包进行分片，在MAC层用dev_queue_xmit发送。dev_queue_xmit中先根据硬件网卡特性判断是否支持GSO，如果不支持则进行线性化处理，即把fraglist中的数据合到第一个SKB 数据区域中，如果支持GSO，则直接交给网卡处理。

我的问题是，为什么要先进行分片，再进行组片？

因为水平有限，理解只能理解到这部分，请大虾解惑，或者给个提示。

Tinnal

网络这块不精通，简单回复一下。有错请大家指出。
这两处的目的是不一样的，ip_fragment是分包，是在不支持GSO，TSO等特性时，按IP协议的要求分包。

而对说dev_queue_xmit对包进行全并，考虑的却是硬件层面的事情，skb_needs_linearize函数的说明说得还是很清楚的：
/*
* Returns true if either:
*        1. skb has frag_list and the device doesn't support FRAGLIST, or
*        2. skb is fragmented and the device does not support SG, or if
*           at least one of fragments is in highmem and device does not
*           support DMA from it.
*/


从两个角度去看事情，得出不一样的结论，一个词来形容：事与愿违。

紫柳

回复 2# Tinnal


    ip_fragment 和skb_linearize单独的作用很容易理解，疑惑在于为什么内核会先分片又紧接着组片？ 处于什么样的考虑这样做的？

humjb_1983

ip层分片和线性化应该是两个不同的概念，如Tinnal所说，分片是考虑mtu和gso(TSO)，将不能一次发送的数据分成多个ip报文。
而线性化，是因为硬件不支持frag_list和SG，所以需要线性化，如果硬件支持，是不需要线性化的，通常的硬件都支持。

super皮波

回复 3# 紫柳
疑惑在于为什么内核会先分片又紧接着组片？

个人理解
红色的分片主要是MTU，处于Ip层（不考虑内存是否连续，只考虑包的大小）
蓝色的组片主要考虑的是将不连续的内存，组织成连续的内存，处于mac层




   

紫柳

以上几位说的都有些道理，我的疑惑就是 为什么内核会先分片又紧接着组片，这样分分组组的不是浪费资源吗？

现在我认为是为了提高性能，当然是在支持聚合分散I/O的前提下。如果不支持聚合分散I/O，才需要在二层线性化处理，才会出现分了又组的情况。

Tinnal

回复 6# 紫柳


一方面，不能因为个别极端情况，去**良好的架构，IP层不应去直接看硬件的差异，软件设计本身应该不断的屏蔽细节，给上层提供更抽象的接口。否则，还不如你在用户态自己去看看硬件情况，该分包就分，不分包就不分呢。
另一方面，因为支持这个特性的硬件是主流，对于非主流的硬件，只能自己去适配。这也符合社区观。因为内核，特别Linux内核，是一个通用系统。

如果你用了这么极品的老网卡，代表你平来对速度要求就是不很苛刻（因为老硬件本身能力就不强）。如果你还是这么难伺候，非要把你家的老爷车开到最快，请自己去改内核代码。