一文搞懂Linux内核网络设备驱动(白嫖小知识~)

       介绍数据包收包过程，有助于我们了解Linux内核网络设备在数据收包过程中的码分位置。数据包从被网卡接收到进入socket接收队列的码分整个过程，首先涉及网络设备初始化。码分以Intel I网卡的码分驱动ibg为例，驱动会在加载时调用初始化函数。码分vuecompute源码分析pci_register_driver函数用于将驱动的码分各种回调方法注册到一个struct pci_driver变量中。通过PCI ID识别设备后，码分内核为设备选择合适的码分驱动。许多驱动需要大量代码使得设备就绪，码分如设置net_device_ops变量，码分注册ethtool函数，码分以及配置软中断。码分

       网络设备启动过程中，码分igb_probe函数完成设备初始化工作，码分包括PCI相关的操作和通用网络功能。结构net_device_ops变量包含了网络设备相关的操作函数，例如开启网络设备（ndo_open）时会调用对应的thinkphp教育源码方法。在使用DMA将数据直接写入内存后，实现这一功能的数据结构为ring buffer。预留内存区域给网卡使用，实现数据包的接收。网卡支持接收侧扩展（RSS）或多队列技术，以利用多个CPU并行处理数据包。Intel I网卡支持多队列，其驱动在启用时调用igb_setup_all_rx_resources函数管理DMA内存。

       启用NAPI（New API）接收数据包，通过调用napi_enable函数设置NAPI变量中的启用标志位。对于igb驱动，当网卡被启用或通过ethtool修改队列数量或大小时，会启用每个q_vector的NAPI变量。注册中断处理函数，不同驱动实现因硬件而异，一般优先考虑MSI-X中断方式，以实现更高效的量化源码网站数据处理。最后，打开硬中断，网卡便可以接收数据包。

       监控网络设备有多种方式，从最粗粒度的ethtool -S查看网卡统计信息，到sysfs中获取接收端数据包的详细类型统计。sysfs提供统计信息，但驱动决定何时以及如何更新这些计数。/proc/net/dev提供了更高层级的网卡统计，适合作为常规参考。如果对数据的准确度有高要求，必须查看内核源码、驱动源码和驱动手册，以完全理解每个字段的实际含义。

       本文仅介绍了Linux内核网络设备驱动的基本概述，未来将深入探讨更详细的内容，欢迎关注后续文章。bpmx dev源码

失败的丢包排查

       在测试网络性能时，我们发现即使在小流量下，网络仍有丢包现象。首先，检查实际网卡速率，发现Gbps远大于测试流量，排除速率问题。接着，利用ethtool工具分析丢包原因，发现是ring-buffer不够导致的丢包。这可能是因为测试流量突然增大，超出了预期，临时解决方法是增加rx的ring-buffer大小。环形缓冲区的大小指的是存放帧的数量，而非字节数。

       进一步检查发现，丢包原因可能是个性简介源码中断不均衡。如果网络包处理线程未绑定CPU，可能需要关闭系统自带的中断均衡设置。若已将处理网络包的线程绑定到特定CPU，确保中断均衡程序已关闭。绑定CPU的好处是，网络包中断由该线程处理，后续分析也在此线程进行，减少缓存失效问题。查看网卡归属NUMA节点，确保与绑定的CPU对应，使用脚本set_irq_affinity为特定CPU设置中断处理。

       在负载均衡方面，设置对称哈希算法的关键值，确保同一双向包流被均衡分配到同一网卡队列中。通过ethtool命令检查实际丢包情况和重传率，发现如果只收包不丢包，需要进一步排查。磁盘IO检查显示并未达到瓶颈，CPU占用情况也较为均衡，内存使用正常。通过查看软中断在各个CPU上的分布，调整不均衡的中断处理。

       排查后，如问题仍未解决，应检查驱动程序，确保已安装最新版本。如果问题不在网卡丢包，而是网络丢包，可以参考dropwatch进行排查。经过全面检查，发现磁盘IO、CPU占用、内存使用及中断处理等方面均未发现明显问题，但仍然存在丢包现象，下一步需深入源码或驱动层进行排查。诗词欣赏作为结尾，提供轻松氛围，与技术排查形成对比。

Linux网卡文件配置linux网卡文件

       在Linux系统中，若需修改网卡名称，可遵循以下步骤：

       1. 打开`/etc/udev/rules.d/-persistent-net.rules`文件，将`eth0`更改为`em1`，`eth1`更改为`em2`。仅需更改`name`字段，无需修改`kernel`字段。

       2. 将网卡配置文件重命名。将`ifcfg-eth0`文件重命名为`ifcfg-em1`，将`ifcfg-eth1`文件重命名为`ifcfg-em2`。

       3. 编辑网卡配置文件，如`ifcfg-em1`，将网卡名称修改为正确名称，并删除UUID（如果没有则无需操作）。

       4. 重启服务器。重启后，网卡名称将更新，网络服务应正常运行。

       要获取Linux网卡信息，可执行以下步骤：

       1. 启动Linux操作系统并登录到桌面。

       2. 打开终端。

       3. 在终端中输入命令`ifconfig eth0`并回车。

       4. 解读网卡信息：

        - 查看基本信息：使用`lspci`命令。

        - 查看详细信息：使用`lspci -vvv`命令，并查找`Ethernet`字样。

        - 查看网卡驱动：使用`lspci -vvv`命令查找网卡设备详细信息，包括驱动。

        - 使用`lsmod`命令列出所有加载的驱动，包括网卡驱动。

        - 查看模块信息：使用`modinfo`命令，指定模块名称，或使用`ethtool -i`命令指定网络设备名称。

        - 查看网络接口队列数：使用`ethtool -S`命令指定网络设备名称。

        - 查看网卡驱动源码版本号：解压网卡驱动源码，查看对应`.spec`文件中的版本信息。

       若需恢复网卡配置文件，可以使用`netconfig`命令。

       初学者需掌握如何在Linux中查看网卡信息。具体步骤如下：

       1. 启动Linux操作系统并登录到桌面。

       2. 打开终端。

       3. 在终端中输入命令`ifconfig eth0`并回车。

       信息解读：

       1. 第一行显示网卡类型和MAC地址。

       2. 第二行显示IPV4地址、广播地址和子网掩码。

       3. 第三行显示IPV6地址。

       4. 第五行显示接收的数据包总数以及错误、丢失的数据包数。

       5. 第六行与第五行对应，显示发送的数据包总数以及错误、丢失的数据包数。

       6. 第八行显示接收和发送的字节数。

       在Linux中若要重初始化网卡，可删除`/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0`文件，并重新创建一个新的配置文件。之后，可以使用`setup`命令重新添加网卡配置。