皮皮网

1.2024年度Linux6.9内核最新源码解读-网络篇-【server端】-【第一步】创建--socket
2.从 Linux源码 看 Socket(TCP)的accept
3.TCP网络通讯如何解决分包粘包问题

2024年度Linux6.9内核最新源码解读-网络篇-【server端】-【第一步】创建--socket

       深入解析年Linux 6.9内核的网络篇，从服务端的第一步：创建socket开始。理解用户空间与内核空间的交互至关重要。当我们在用户程序中调用socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)，实际上是触发了从用户空间到内核空间的系统调用sys_socket()，这是传源码创建网络连接的关键步骤。

       首先，让我们关注sys_socket函数。这个函数在net/socket.c文件的位置，无论内核版本如何，都会调用__sys_socket_create函数来实际创建套接字，它接受地址族、类型、协议和结果指针。创建失败时，iapp绅士源码会返回错误指针。

       在socket创建过程中，参数解析至关重要：

       网络命名空间（net）：隔离网络环境，每个空间有自己的配置，如IP地址和路由。

       协议族（family）：如IPv4（AF_INET）或IPv6（AF_INET6）。

       套接字类型（type）：如流式（SOCK_STREAM）或数据报（SOCK_DGRAM）。

       协议（protocol）：如TCP（IPPROTO_TCP）或UDP（IPPROTO_UDP），默认值自动选择。

       结果指针（res）：指向新创建的socket结构体。

       内核标志（kern）：区分用户空间和内核空间的socket。

       __sock_create函数处理创建逻辑，调用sock_map_fd映射文件描述符，支持O_CLOEXEC和O_NONBLOCK选项。自制vbce源码每个网络协议族有其特有的create函数，如inet_create处理IPv4 TCP创建。

       在内核中，安全模块如LSM会通过security_socket_create进行安全检查。sock_alloc负责内存分配和socket结构初始化，协议族注册和动态加载在必要时进行。RCU机制保护数据一致性，确保在多线程环境中操作的正确性。

       理解socket_wq结构体对于异步IO至关重要，它协助socket管理等待队列和通知。例如，在TCP协议族的inet_create函数中，会根据用户请求找到匹配的协议，并设置相关的分红币源码操作集和数据结构。

       通过源码，我们可以看到socket和sock结构体的关系，前者是用户空间操作的抽象，后者是内核处理网络连接的实体。理解这些细节有助于我们更好地编写C++网络程序。

       此外，原始套接字（如TCP、UDP和CMP）的应用示例，以及对不同协议的深入理解，如常用的IP协议、专用协议和实验性协议，是进一步学习和实践的重要部分。

从 Linux源码 看 Socket(TCP)的accept

       从 Linux 源码角度探究 Server 端 Socket 的 Accept 过程（基于 Linux 3. 内核），以下是podman源码安装一系列关键步骤的解析。

       创建 Server 端 Socket 需依次执行 socket、bind、listen 和 accept 四个步骤。其中，socket 系统调用创建了一个 SOCK_STREAM 类型的 TCP Socket，其操作函数为 TCP Socket 所对应的 ops。在进行 Accept 时，关键在于理解 Accept 的功能，即创建一个新的 Socket 与对端的 connect Socket 进行连接。

       在具体实现中，核心函数 sock->ops->accept 被调用。关注 TCP 实现即 inet_stream_ops->accept，其进一步调用 inet_accept。核心逻辑在于 inet_csk_wait_for_connect，用于管理 Accept 的超时逻辑，避免在超时时惊群现象的发生。

       EPOLL 的实现中，"惊群"现象是由水平触发模式下 epoll_wait 重新塞回 ready_list 并唤醒多个等待进程导致的。虽然 epoll_wait 自身在有中断事件触发时不惊群，但水平触发机制仍会造成类似惊群的效应。解决此问题，通常采用单线程专门处理 accept，如 Reactor 模式。

       针对"惊群"问题，Linux 提供了 so_reuseport 参数，允许多个 fd 监听同一端口号，内核中进行负载均衡（Sharding），将 accept 任务分散到不同 Socket 上。这样，可以有效利用多核能力，提升 Socket 分发能力，且线程模型可改为多线程 accept。

       在 accept 过程中，accept_queue 是关键成员，用于填充添加待处理的连接。用户线程通过 accept 系统调用从队列中获取对应的 fd。值得注意的是，当用户线程未能及时处理时，内核可能会丢弃三次握手成功的连接，导致某些意外现象。

       综上所述，理解 Linux Socket 的 Accept 过程需要深入源码，关注核心函数与机制，以便优化 Server 端性能，并有效解决"惊群"等问题，提升系统处理能力。

TCP网络通讯如何解决分包粘包问题

       TCP作为常见的网络传输协议，在数据流解析上始终是网络应用开发者面临的挑战。TCP数据传输基于无边界的数据流，发送端发送的数据量在接收端接收时可能不等同于发送量，从而引发粘包问题。

       粘包情况包括：1. 多次发送的数据在接收端一次性读取，造成多次发送一次读取。这通常是因为网络流量优化，将多个小数据段集合成较大的数据量以减少传输次数。2. 数据段大小超过缓存大小，导致分批发送。

       为解决TCP粘包问题，一种方法是定义数据包结构：包括数据头（如数据包大小，固定长度）和数据内容（长度由数据头定义）。实现如下：发送端先发送数据包大小，再发送数据内容；接收端先解析数据包大小，再读取指定字节数，确保完整读取数据内容。

       具体流程：发送端将数据包大小和内容发送至接收端，接收端解析大小后读取相应字节数，确保完整接收。

       测试用例：客户端模拟发送数据，服务端处理粘包问题。测试包括模拟数据分批到达（情况1）和一次性到达（情况2）。服务端需要将数据集满才能处理或逐个处理，确保正确解析。

       推荐资源：LinuxC++音视频开发视频及学习资源，包括FFmpeg/WebRTC/RTMP/NDK/Android音视频流媒体高级开发等。

       源码实现包括：server.cpp、client.cpp及Makefile。

       测试结果：通过编译与运行，客户端模拟发送数据，服务端成功接收并处理数据，验证了解决粘包问题的方案。