linux内核报文接收流程

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#linux #网络

网卡驱动接收报文netif_rx

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netif_rx函数负责将设备驱动程序传递的数据包提交给网络代码进行处理，其中NET_RX_SUCCESS：表示数据包成功提交给上层处理，并未发生拥塞或被丢弃。
NET_RX_DROP：表示数据包在处理过程中被丢弃。
该函数的核心函数为netif_rx_internal->enqueue_to_backlog
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在enqueue_to_backlog函数中如果网卡设备没有运行则直接goto drop;丢弃该报文skb。如果sd->input_pkt_queue链表中元素的数量小于netdev_max_backlog，且skb_flow_limit函数中网络数据包的流量控制返回false(正常情况下不会进行流量限制)。则将该报文skb通过__skb_queue_tail(&sd->input_pkt_queue, skb);函数加入到input_pkt_queue链表中。

接收报文软中断处理net_rx_action

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linux内核协议栈 icmp 报文收发流程
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Linux 内核下Bridge配置以及报文处理流程实现
mrtyxr的博客
01-23 2562
作为网络工程师，对于报文二三层转发过程应该比较熟悉，那么对于常见的bridge接口转发、vlan报文转发在Linux内核中是如何实现的，却不是很清楚，希望就此问题能和大家一起了解学习，这里从概念、配置、报文处理几个方面先对Bridge进行了解学习。
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Linux内核分析 - 网络[二]：网卡驱动接收报文
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纠结了好多天，终于弄懂了B440X的处理。 上篇讲到通过中断，最终网卡调用了b44_rx()来接收报文   对这个函数中的一些参数，可以这样理解： bp->rx_cons – 处理器处理到的缓冲区号 bp->rx_pending – 分配的缓冲区个数 bp->rx_prod – 当前缓冲区的最后一个缓冲号   这里要参数B440X的手册了解下寄存器的作用：
图解Linux网络包接收过程
weixin_42895930的博客
10-09 581
文章转载自公众号：开发内功修炼 因为要对百万、千万、甚至是过亿的用户提供各种网络服务，所以在一线互联网企业里面试和晋升后端开发同学的其中一个重点要求就是要能支撑高并发，要理解性能开销，会进行性能优化。而很多时候，如果你对Linux底层的理解不深的话，遇到很多线上性能瓶颈你会觉得狗拿刺猬，无从下手。 我们今天用图解的方式，来深度理解一下在Linux下网络包的接收过程。还是按照惯例来借用一段最简单的代码开始思考。为了简单起见，我们用udp来举例，如下： int main(){ int serverSoc
Linux报文收发流程：笔记
dangdanding的专栏
03-23 314
6). tcp_v4_rcv:tcp_v4_rcv被ip_local_deliver函数调用,是从IP层协议向INET Socket层提交的"数据到"请求,入口参数skb存放接收到的数据,len是接收的数据的长度,这个函数首先移动skb->data指针,让它指向tcp头,然后更新tcp层的一些数据统计,然后进行tcp的一些值的校验.再从INET Socket层中已经建立的sock{}结构变量中查找正在等待当前到达数据的哪一项.可能这个sock{}结构已经建立,或者还处于监听端口、等待数据连接的状态。
linux网络报文接收发送过程分析
01-12
Linux 网络报文接收发送过程分析 Linux 网络报文接收发送过程分析是 Linux 操作系统中网络通信的核心部分。网络报文的接收和发送是通过网络设备和网络协议栈之间的交互来实现的。在本文中，我们将详细介绍 Linux ...
linux内核协议栈接收数据流程（一）
krokodil98的博客
10-10 2106
linux网络接收数据流程的第一站——网卡驱动
linux 内核对多播报文的处理
一叶知秋的博客
01-25 1327
linux 内核对多播报文的处理
linux网卡报文接收流程
hhhhhyyyyy8的博客
10-10 1485
NAPI： 1. 网卡接收到帧之后，把帧放到自己的接收环形队列（双向链表）中，产生硬中断， 2. 调用napi_schedule调度函数，把自己对应的napi_struct挂到CPU的接收sotfnet_data的poll_list链表中，调用__raise_softirq_irqoff触发软中断。 3. 调用net_rx_action()函数，遍历poll_list链表，关闭硬中断，调用驱...
netif_rx解析
weixin_33896726的博客
07-03 2251
netif_rx函数是在网上收到数据包后，通过中断机制通知CPU而间接调用的中断处理例程。 首先，会将Packet传给netpoll框架，该框架用于在网络协议栈不可用的情况下，也能够提供给内核一个收发Packet的接口，用于一些特殊场合的调试等用途。 netpoll只是一种框架和一些接口，只有依赖这个框架和接口实现的netpoll实例，netpoll才能发挥它的功能。类似于kernel中的vfs...
Redis 高负载下的中断优化
一个有情怀的程序猿博客
06-27 682
背景 2017年年初以来，随着Redis产品的用户量越来越大，接入服务越来越多，再加上美团点评Memcache和Redis两套缓存融合，Redis服务端的总体请求量从年初最开始日访问量百亿次级别上涨到高峰时段的万亿次级别，给运维和架构团队都带来了极大的挑战。 原本稳定的环境也因为请求量的上涨带来了很多不稳定的因素，其中一直困扰我们的就是网卡丢包问题。起初线上存在部分Redis节点还在使用千兆网卡的老旧服务器，而缓存服务往往需要承载极高的查询量，并要求毫秒级的响应速度，如此一来千兆网卡很快就出现了瓶颈..
linux backlog详解
nice_wen的博客
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本文转自：http://veithen.io/2014/01/01/how-tcp-backlog-works-in-linux.html When an application puts a socket into LISTEN state using the listen syscall, it needs to specify a backlog for that socket. The b...
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Linux NAPI机制分析
zheng的博客
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1、概述 在NAPI之前，网卡每收到一个包就会触发一个中断通知cpu读取数据包，当数据包比较多时，中断数过多势必影响cpu性能，因此Linux引入NAPI机制，NAPI就是在收到中断后，先将网卡收包模式切换成poll模式，等收包完成后重新进入中断模式，本节主要分析Linux的NAPI实现机制。 NAPI的主要流程如下图，物理网卡收到包后触发irq中断通知cpu（触发中断后，默认disable该中断），中断上半部处理里将网卡设备的napi->poll_list加入到softnet_data->
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(tcp的收发与接收窗口/发送窗口/通告窗口关联比较紧密，接收/发送过程在《TCP/IP传输层协议实现 - TCP接收窗口/发送窗口/通告窗口(lwip)》https://blog.youkuaiyun.com/arm7star/article/details/117153533都有介绍，本文对收发过程进行更详细一步介绍。) 1、滑动窗口 1.1、接收窗口(接收滑动窗口) 接收窗口是本地可以接收数据的窗口，接收端只接收窗口内的数据，窗口外的丢弃。 接收到数据，接收窗口左边沿右移，接收窗口减小。 .
Linux协议栈--NAPI机制分析
不如敲代码的博客
09-21 2682
目录标题1 概述2 实现2.1 NAPI设备结构2.2 初始化2.3 调度2.4 轮询方法2.5 非NAPI和NAPI处理流程对比3 简单使用 内核版本：2.6.37 1 概述 NAPI是linux新的网卡数据处理API，据说是由于找不到更好的名字，所以就叫NAPI(New API)，在2.5之后引入。 简单来说，NAPI是综合中断方式与轮询方式的技术。 中断的好处是响应及时，如果数据量较小，则不会占用太多的CPU事件；缺点是数据量大时，会产生过多中断，而每个中断都要消耗不少的CPU时间，从而导致效率反而不
Linux网络协议栈：NAPI机制与处理流程分析（图解）
maimang1001的专栏
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Linux网络协议栈：NAPI机制与处理流程分析（图解）_RToax-优快云博客_netif_napi_addTable of ContentsNAPI机制NAPI缺陷使用 NAPI 先决条件非NAPI帧的接收netif_rx -将网卡中收到的数据包放到系统中的接收队列中enqueue_to_backlog____napi_schedule函数NAPI方式NAPI帧的接收NAPI接口struct napi_struct结构 -内核处理软中断的入口netif_napi_add函数 -驱动初始时向内核注册软软
linux内核中接收ping request报文的处理流程
最新发布
07-17
<think>首先，用户的问题是：“我想了解Linux内核中ICMP协议处理机制，特别是接收Ping Request报文的流程。请问Linux kernel ICMP echo request handling process。” 我需要根据系统级指令构建回答。关键点： - 所有行内数学表达式用$...$格式。 - 独立公式用$$...$$格式并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识，如[^1]。 用户可见层指令： - 回答结构清晰，帮助用户逐步解决问题。 - 尽量保证回答真实可靠。 参考站内引用： - 引用[1]: 关于ICMP的RFC1122规范，包括Echo Request的处理。 - 引用[2]: 关于Linux内核中tcp_input.c文件的描述，但用户的问题是ICMP，不是TCP。所以我需要专注于ICMP。 用户的问题是ICMP，特别是Ping Request（ICMP Echo Request）的处理流程。引用[1]提到了ICMP Echo Request的处理规则，如丢弃到广播地址的请求等。 我的回答应该基于我对Linux内核的理解，因为用户指定了Linux内核。我需要回忆或推理出ICMP处理在Linux内核中的位置。 在Linux内核中，ICMP协议处理主要在以下文件： - `net/ipv4/icmp.c`：这是处理ICMP协议的核心文件。 - 接收Ping Request（ICMP Echo Request）的流程涉及网络栈的多个层。 步骤： 1. 数据包从网卡接收，通过中断处理程序。 2. 进入网络栈，经过IP层处理。 3. 在IP层，如果协议是ICMP，则调用ICMP处理函数。 4. 在ICMP层，检查ICMP类型。对于Echo Request（类型8），生成Echo Reply（类型0）。 具体流程： - 在Linux内核中，ICMP接收处理在`icmp_rcv`函数中（在`net/ipv4/icmp.c`）。 - 当收到ICMP包时，`ip_local_deliver_finish`函数（在`net/ipv4/ip_input.c`）会根据协议号调用相应的处理函数。对于ICMP（协议号1），调用`icmp_rcv`。 - 在`icmp_rcv`中，检查ICMP类型和代码。 - 如果类型是ICMP_ECHO（8），则调用`icmp_echo`函数来回复。 - `icmp_echo`函数会构建一个ICMP Echo Reply包，设置类型为0，并复制标识符和序列号，然后发送回源地址。 引用站内内容： - 引用[1]提到了RFC1122的要求，如丢弃到广播地址的请求。在Linux内核中，这些规则被实现。 - 引用[2]是关于TCP的，不直接相关，但可能用于上下文，我应该忽略或只提如果相关。 回答结构： - 逐步解释接收Ping Request的流程。 - 使用中文。 - 在相关部分添加引用标识。例如，提到RFC1122规则时添加[^1]。 - 最后生成相关问题。 生成相关问题： - 类似于示例，基于主题生成几个问题。 - 例如： 1. ICMP Echo Request处理的性能优化？ 2. 如何配置Linux内核以忽略Ping请求？ 3. ICMP协议的其他类型如何处理？ 确保LaTeX：用户问题中没有数学表达式，所以可能不需要，但如果有，比如在解释某些计算时，用$...$格式。 最终回答结构： 1. 简介ICMP和Ping。 2. 详细步骤：接收流程，从网卡到ICMP处理。 3. 关键函数和文件。 4. 添加引用。 5. 生成相关问题。</think>### Linux内核中ICMP Echo Request处理流程 在Linux内核中，ICMP（Internet Control Message Protocol）协议用于网络诊断和错误报告，其中Ping工具基于ICMP Echo Request（类型8）和Echo Reply（类型0）。接收Ping请求（Echo Request）的流程涉及网络栈的多个层次，包括硬件中断处理、IP层路由和ICMP协议处理。以下我将以结构化的方式逐步解释整个流程，确保内容真实可靠，基于Linux内核源码（以5.x版本为例）和RFC标准[^1]。 #### 1. **数据包接收与IP层处理** - 当网卡（NIC）接收到一个数据包时，会触发硬件中断。内核的中断处理程序（如`net/core/dev.c`中的`napi_schedule`）将数据包从网卡缓冲区复制到内核内存（sk_buff结构）。 - 数据包进入网络栈的IP层。IP层函数`ip_rcv`（在`net/ipv4/ip_input.c`中）负责验证IP头部（如校验和、TTL值）。如果IP头部的协议字段为1（表示ICMP），则调用`ip_local_deliver_finish`函数。 - 在`ip_local_deliver_finish`中，内核根据目标IP地址检查路由： - 如果目标地址是本机（如eth0的IP），则继续处理。 - 如果目标地址是广播或多播地址，根据RFC1122规则，丢弃该Echo Request（避免广播风暴）[^1]。 - 验证通过后，数据包被传递给ICMP协议处理层。 #### 2. **ICMP层处理核心逻辑** ICMP处理主要在`net/ipv4/icmp.c`文件中实现，关键函数是`icmp_rcv`。以下是详细步骤： - **ICMP头部解析**：`icmp_rcv`函数首先解析ICMP头部，提取类型（type）和代码（code）字段。对于Ping请求，类型应为8（ICMP_ECHO）。 - **安全性检查**： - 内核检查源IP地址是否有效（非0.0.0.0或广播地址）。 - 验证ICMP校验和（使用`icmp_checksum`函数）。如果校验失败，数据包被丢弃。 - 根据RFC1122，如果请求是发往多播地址，直接丢弃[^1]。 - **处理Echo Request**：如果类型是ICMP_ECHO（8），调用`icmp_echo`函数： ```c // 简化版代码逻辑（源自 net/ipv4/icmp.c） static int icmp_echo(struct sk_buff *skb) { struct icmphdr *icmph = icmp_hdr(skb); // 构建回复包：设置类型为0（Echo Reply），复制标识符（identifier）和序列号（sequence number） icmph->type = ICMP_ECHOREPLY; // 更新校验和 icmph->checksum = 0; icmph->checksum = ip_compute_csum(icmph, skb->len); // 发送回复包 icmp_reply(skb, ICMP_ECHOREPLY); return 0; } ``` - 回复包（Echo Reply）的源地址设置为接收接口的IP地址（遵循RFC1122的“Use specific-dest addr as Echo Reply src”规则）[^1]。 - 回复数据部分（payload）与请求包完全相同（“Send same data in Echo Reply”规则）[^1]。 - **错误处理**：如果数据包无效（如长度不足），内核递增错误计数器（可通过`/proc/net/snmp`查看）。 #### 3. **回复包的发送** - `icmp_reply`函数（在`icmp.c`中）处理回复包的构建和发送： - 反转源路由选项（如果需要），确保回复路径正确。 - 调用IP层函数`ip_send_skb`，将回复包注入输出队列。 - IP层负责路由查找和封装，最终通过网卡驱动程序发送。 - 整个流程耗时通常在微秒级，但受系统负载和网络拥塞影响。 #### 4. **关键文件和配置** - **源码文件**： - `net/ipv4/icmp.c`：ICMP核心处理逻辑。 - `net/ipv4/ip_input.c`：IP层传递逻辑。 - `include/uapi/linux/icmp.h`：ICMP类型和代码定义。 - **内核配置**：可通过sysctl参数调整行为，例如： - `net.ipv4.icmp_echo_ignore_all = 1`：忽略所有Ping请求（安全防护）。 - `net.ipv4.icmp_ratelimit`：限制ICMP响应速率，防止DoS攻击。 #### 性能与可靠性说明 - **性能优化**：Linux内核使用软中断（softirq）和NAPI机制处理网络包，确保高吞吐量。例如，在`icmp_echo`中避免内存拷贝，直接重用sk_buff。 - **RFC合规性**：Linux严格遵循RFC1122，例如丢弃广播请求和反射源路由选项[^1]。 - **统计信息**：通过`cat /proc/net/snmp | grep Icmp` 可查看ICMP计数器，如`InEchos`（接收的请求数）和`OutEchoReps`（发送的回复数）。 此流程确保了Ping功能的正确性和安全性，是网络诊断的基础[^1]。 ### 相关问题 1. Linux内核如何处理ICMP错误消息（如Destination Unreachable）？ 2. 如何优化Linux内核以减少ICMP处理的CPU开销？ 3. ICMP协议在IPv6中有什么变化？Linux内核支持情况如何？
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