Linux操作系统原理—内核网络协议栈( 二 )

网络协议层（Network protocols）：对应 IP layer 和 Transport layer 。毫无疑问，这是整个内核网络协议栈的核心。这一层主要实现了各种网络协议，最主要的当然是 IP ， ICMP ， ARP ， RARP ， TCP ， UDP 等。
协议无关层（Protocol agnostic interface），又称协议接口层，本质就是 Socket 层。这一层的目的是屏蔽网络协议层中诸多类型的网络协议（主要是 TCP 与 UDP 协议，当然也包括 RAW IP ，SCTP 等等），以便提供简单而同一的接口给上面的系统调用层调用。简单的说，不管我们应用层使用什么协议，都要通过系统调用接口来建立一个 SOCKET ，这个 SOCKET 其实是一个巨大的 sock 结构体，它和下面的网络协议层联系起来，屏蔽了不同的网络协议，通过系统调用接口只把数据部分呈献给应用层。
BSD（Berkeley Software Distribution）socket：BSD Socket 层，提供统一的 SOCKET 操作接口，与 socket 结构体关系紧密。
INET（指一切支持 IP 协议的网络） socket：INET socket 层，调用 IP 层协议的统一接口，与 sock 结构体关系紧密。
系统调用接口层（System call interface），实质是一个面向用户空间（User Space）应用程序的接口调用库，向用户空间应用程序提供使用网络服务的接口。

本文插图
协议栈的数据结构

本文插图
msghdr：描述了从应用层传递下来的消息格式，包含有用户空间地址，消息标记等重要信息。
iovec：描述了用户空间地址的起始位置。
file：描述文件属性的结构体，与文件描述符一一对应。
file_operations：文件操作相关结构体，包括 read、write、open、ioctl 等。
socket：向应用层提供的 BSD socket 操作结构体，协议无关，主要作用为应用层提供统一的 Socket 操作。
sock：网络层 sock ，定义与协议无关操作，是网络层的统一的结构，传输层在此基础上实现了 inet_sock 。
sock_common：最小网络层表示结构体。
inet_sock：表示层结构体，在 sock 上做的扩展，用于在网络层之上表示 inet 协议族的的传输层公共结构体。
udp_sock：传输层 UDP 协议专用 sock 结构，在传输层 inet_sock 上扩展。
proto_ops：BSD socket 层到 inet_sock 层接口，主要用于操作 socket 结构。
proto：inet_sock 层到传输层操作的统一接口，主要用于操作 sock 结构。
net_proto_family：用于标识和注册协议族，常见的协议族有 IPv4、IPv6 。
softnet_data：内核为每个 CPU 都分配一个这样的 softnet_data 数据空间。每个 CPU 都有一个这样的队列，用于接收数据包。