用户态协议栈之tcp/ip设计

1 解决问题

对于服务器而言,正常的接受一帧Data的过程,客户端先通过网络发送一帧数据到网卡,再经过协议栈,最后通过系统调用叨叨应用程序。具体的流程图如下:
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针对上面的两个流程,涉及到两次拷贝(网卡拷贝到协议栈,协议栈拷贝到应用程序),所以就产生了用户态协议栈,将协议栈网络解析作为应用程序的一部分。
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2 用户态协议栈原理

1 定义组成图
用户态协议栈主要是用来减少拷贝。采用通过网卡的nmap,DMA方式,将网卡映射到内存中,底层采用DMA直接通道。应用程序直接去内存中取。DMA无copy,copy赋值是要通过cpu指令操作,而此DMA不需要cpu,而是自己操作的,零拷贝
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2 nmap原理
对于磁盘文件,网卡,蓝牙都是可以直接采用mmap映射到内存中。DMA方式避开了cpu,但是需要一条总线底层提供,映射完后,数据传输完成到内存后,给cpu触发一个中断通知cpu。
3 网卡的原理
网卡的作用是将光电信息转数字信号或者数字信号转光电信息(DA转换或AD转换).网卡驱动不是运行再网卡上,而是运行再内核上,使网卡正常工作。
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3 协议帧头含义

我们能娶到一帧完整的数据方案?
常见的三种方案:1 raw socket(原生socket) 2 开源框架(netmap) 3 商业框架dpdk

目前主要分析netmap开源组件。目前主要采用udp来处理,写demo相对来说简单。

1 以太网帧头
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对于以太网协议注意点 Mac地址,网卡上的Mac地址可修改,对于网络中的Mac地址,IP地址,端口,再计算机无对应的固件,都只是在协议栈上只是一个字段名字而已 。数据传输的最大字节数是1500字节。
以太网协议是针对数据

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