Linux 捕获数据包后会发生什么？

我一直在读NIC捕获数据包后会发生什么，读得越多，我就越困惑

首先，我了解到，传统上，NIC捕获数据包后，它会被复制到内核空间中的内存块中，然后复制到用户空间，用于处理数据包数据的任何应用程序。然后我读了DMA，NIC绕过CPU直接将数据包复制到内存中。那么NIC->内核内存->用户空间内存流是否仍然有效？此外，大多数NIC（如Myricom）是否使用DMA来提高数据包捕获率

其次，RSS（接收端缩放）在Windows和Linux系统中的工作方式是否相似？我只能在MSDN文章中找到关于RSS如何工作的详细解释，其中讨论了RSS（和MSI-X）如何在WindowsServer2008上工作。但是RSS和MSI-X的相同概念应该仍然适用于linux系统，对吗

多谢各位

问候,，

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Rayne

看看这篇文章，它可能有助于解决一些内存管理问题

这个过程如何进行主要取决于驱动程序作者和硬件，但对于我看过或写过的驱动程序以及我使用过的硬件，通常是这样的：

在驱动程序初始化时，它将分配一些缓冲区，并将这些缓冲区分配给NIC

当NIC接收到一个数据包时，它会将下一个地址从缓冲区列表中拉出来，直接将数据存储到数据包中，并通过中断通知驱动程序

驱动程序得到中断，可以将缓冲区转换到内核，也可以分配一个新的内核缓冲区并复制数据。“零拷贝网络”是前者，显然需要操作系统的支持。（下文将对此进行详细介绍）

驱动程序需要分配一个新的缓冲区（在零拷贝的情况下），或者重新使用该缓冲区。在任何一种情况下，缓冲区都会返回给NIC以备将来使用

内核中的零拷贝网络并没有那么糟糕。零拷贝一直到userland要困难得多。Userland获取数据，但网络数据包由报头和数据组成。至少，真正的零拷贝一直到userland需要NIC的支持，以便它可以将DMA数据包放入单独的报头/数据缓冲区。一旦内核将数据包路由到其目的地并验证校验和，就可以循环使用报头（对于TCP，无论是在硬件中（如果NIC支持它），还是在软件中（如果不支持它）；请注意，如果内核必须自己计算校验和，它也可以复制数据：查看数据会导致缓存未命中，在其他地方复制数据可以免费使用调优代码）

即使假设所有的恒星都对齐，当系统接收到数据时，数据实际上并不是在你的用户缓冲区中。直到应用程序请求数据时，内核才知道它将在何处结束。考虑多进程守护进程类Apache的情况。有很多子进程，都在同一个套接字上监听。也可以建立。一个连接，

fork（）

，两个进程都能够

recv（）

传入数据

Internet上的TCP数据包通常是1460字节的有效负载（1500的MTU=20字节IP头+20字节TCP头+1460字节数据）.1460不是2的幂，在任何系统上都与页面大小不匹配。这会给数据流的重新组装带来问题。请记住，TCP是面向流的。发送方写入之间没有区别，在接收端等待的两个1000字节写入将在2000字节的读取中完全消耗

进一步考虑，用户缓冲区，这些都是由应用程序分配的。为了被零拷贝一路使用，缓冲区需要是页面对齐的，不与任何其他页面共享内存。在<代码> ReVE（）/代码>时间，内核可以理论上重新映射旧页面和包含数据的页面。将其“翻转”到位，但由于上面的重新组装问题，这是复杂的，因为连续的数据包将位于单独的页面上。内核可能会将其交回的数据限制在每个数据包的有效负载上，但这将意味着大量额外的系统调用、页面重新映射以及整体吞吐量可能会降低

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在这个话题上，我只是触及了表面。在21世纪初，我曾在几家公司工作，试图将零拷贝的概念扩展到userland。我们甚至在userland中实现了TCP堆栈，并完全绕过了内核，用于使用该堆栈的应用程序，但这带来了它自己的一系列问题，而且从来没有产生过效果n质量。这是一个很难解决的问题。

谷歌的零拷贝网络…现在很少有高速设备能够容忍内核和用户的双重拷贝。IANANG（我不是网络大师）但我相信DMA被积极使用。所以，现在，一旦NIC捕获数据包，它就会被直接复制到（用户）内存？@Rayne是的；NIC将使用DMA将数据直接传输到映射到进程（userland）地址空间的物理内存中。你为什么要问？你想实现什么？+1表示零拷贝。它现在已经广泛使用了好几天。