[グラフィックLinux] [ネットワークスタックシリーズ]：ネットワークパッケージからアプリケーションへのデータフロー

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ネットワークカードからプロトコルスタック境界までの処理：

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データパケットの受け入れプロセス

データパケットの受信は、ネットワークカードドライバー、システムカーネルスペース、最後にユーザースペースのアプリケーションの3層で行われます。
次に、詳細を説明します。

新しいデータパケットが到着すると、データパケットをカーネルメモリ領域に配置することによりNIC（network interface controller）が呼び出さDMA engineれRing Bufferます。
データパケットが正常に受信されるとNIC、割り込みが開始され、カーネルの割り込みハンドラーがデータパケットをIPレイヤーに渡します。
IPレイヤー処理後、データパケットはキューに入れられ、TCPレイヤー処理を待ちます。各データパケットはTCP、レイヤー内の一連の複雑なステップを経て、TCPステートマシンを更新します。
最終的に到着recv Bufferし、アプリケーションによって受信および処理されるのを待っています。

いくつかの点を説明しましょう：

Linuxカーネルはsk_buff（socket kernel buffers）データ構造を使用してデータパケットを記述します。
Ring Bufferのサイズは固定されており、実際のデータパケットは含まれていませんが、指定されたsk_buff記述子が含まれています。それがあるときはRing ``Buffer、完全な、新しいパケットが破棄されます。
NICメモリpackageデータを経由しないかもしれませんCPUに直接コピーされたKernelメモリ、このプロセスがある
DMA： Directional Memory Access主に高速なデータ交換に使用します。
上の図から、DMAメモリのカーネルで動作していることがわかります。このメモリはDevice Driver、Kernel事前のアプリケーションの登録時に実際に登録されます。
最后需要注意，数据包到达 recv Buffer，TCP就会回ACK确认，既TCP的ACK表示数据包已经被操作系统内核收到，但并不确保应用层一定收到数据（例如这个时候系统crash），因此一般建议应用协议层也要设计自己的确认机制。

上图中红色的线条表示发送数据包的过程，和接收数据的路径相反，数据包的发送从上往下也经过了三层：用户态空间的应用、系统内核空间、最后到网卡驱动。

应用先将数据写入TCP send buffer，TCP层将send buffer中的数据构建成数据包转交给IP层。
IP层会将待发送的数据包放入队列 QDisc(queueing discipline)。
数据包成功放入QDisc后，指向数据包的描述符sk_buff被放入Ring Buffer输出队列，随后网卡驱动调用DMA engine将数据发送到网络链路上。