中斷還是輪詢?取個數(shù)據(jù)包真麻煩!
網(wǎng)絡(luò)部新員工
我叫Robert，是Linux帝國一個普通的公民。
今天是我第一天上班的日子，我下了好大功夫才考上了帝國的公務(wù)員，根據(jù)我的成績，我被分到了帝國網(wǎng)絡(luò)部。
一進(jìn)入帝國的辦公園區(qū)，我就被眼前的景象驚呆了，一座座高樓大廈，富麗堂皇，鱗次櫛比，我忍不住駐足多看了幾眼。
這些大樓上面都有招牌，最高的那一座是帝國的進(jìn)程&線程管理部門的辦公大廈，旁邊還有內(nèi)存管理部門、文件管理等部門辦公大廈。
網(wǎng)卡驅(qū)動部門
我只顧東張西望，不小心跟旁邊小路跑出來的一位小哥撞了一個滿懷，他手里抱的一堆數(shù)據(jù)散落的滿地都是。
我一邊道歉，一邊幫他撿起數(shù)據(jù)。
“這位小哥行色匆匆，不知要去哪里啊”，我好奇的問到。
“哦，你好，我是網(wǎng)卡驅(qū)動部門的，這是從網(wǎng)卡那里剛剛拿到的數(shù)據(jù)包，我得趕緊交給協(xié)議棧處理”，說完整理了下數(shù)據(jù)，就匆忙離開了。
尋著他出來的地方看去，不遠(yuǎn)處就是他說的網(wǎng)卡驅(qū)動部門，難道我辦公的地方就在這里？我沿著這條小路走了過去。
一進(jìn)入網(wǎng)卡驅(qū)動部門，出現(xiàn)在眼前的就是一副熱火朝天的景象，收包的，解包的，發(fā)包的，一群人忙的不亦樂乎。
“這么早就這么忙碌了啊”，我問門口的保安大叔。
“是啊，這平時這個點也沒什么網(wǎng)絡(luò)訪問，不知道今天怎么回事，一大早的數(shù)據(jù)就傳輸個不?！?，保安說到。
我指著里面一個員工問保安：“大叔，那人在干嘛呢？一直在轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去的”
“你說他啊，他在從網(wǎng)卡輪詢讀取數(shù)據(jù)包呢！”
“輪詢？網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包不是網(wǎng)卡發(fā)中斷通知嗎，干嘛要去輪詢呢？”，我不解的問到。
“以前是這樣的，不過后來CPU那邊有個叫阿Q的家伙不干了，說網(wǎng)卡數(shù)據(jù)太頻繁，老是打斷他們正常的工作。不僅如此，中斷響應(yīng)的時候還得把中斷給關(guān)了，避免出現(xiàn)錯誤，時間久了，鍵盤、鼠標(biāo)等單位就得不到響應(yīng)紛紛鬧事了”，保安說完點了一支香煙。
我若有所思的點了點頭，“那現(xiàn)在就改成輪詢了？不過這樣好浪費時間哦”
保安吐了一個煙圈，繼續(xù)說到：“倒也不是全都是輪詢，現(xiàn)在把處理過程分成了兩段，最開始的第一部分還是靠中斷來通知的，這個時候需要關(guān)一下中斷，不過通知后不會真正處理數(shù)據(jù)包，而是開啟了一個軟中斷，所以關(guān)不了太久時間。第二部分在軟中斷中去輪詢處理的，這個時候就不用關(guān)中斷了。把硬中斷和輪詢結(jié)合了一下，就不用每個數(shù)據(jù)包來都中斷一次了，也不用關(guān)中斷太長時間，還給這技術(shù)取了個名字叫NAPI”
“保安大叔，你怎么什么都知道??？”
“我以前就在里面工作啊，現(xiàn)在年紀(jì)稍微大了些，比不上年輕人，就讓我來當(dāng)保安了，唉～”，大叔說完又猛抽了一口香煙，整理了下自己日益稀疏的頭發(fā)。
“唉，對了，你是誰啊，怎么沒見過你？”
“我是帝國網(wǎng)絡(luò)部新來的員工，今天來報道的。我把手中的錄取通知書遞給了保安”
保安大叔看了看說到：“你走錯了，不是這里，你該去網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧大廈”。
協(xié)議棧大廈
離開網(wǎng)卡驅(qū)動部門，我繼續(xù)前行終于找到了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧大廈，這便是我今后工作的地方了。
走近一看，這座網(wǎng)絡(luò)大廈并不如前面看到的高大，只有三層高，每一層的墻上都掛著一個巨大的招牌，上面寫著這一層的名字，從上向下分別是：
應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層
大廈的門口還有一個收發(fā)室，門牌上寫著netif_receive_skb，收發(fā)室坐著一位大爺。
正在這時，先前碰到的小哥又來了，將手里的數(shù)據(jù)放到了收發(fā)室就離開了，看來這里就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的入口了。
大爺拆開這個數(shù)據(jù)包看了看，隨即按了下按鈕，數(shù)據(jù)包就順著管道傳到了背后協(xié)議棧大廈一樓的一個辦公室，我抬頭一看，上面寫著IPv4。再向旁邊看去，還有好幾間辦公室，分別寫了IPv6、ICMP、IGMP、ARP···
我來到這個IPv4的門口，里面也是忙的不亦樂乎，有分片的、組包的、計算校驗和的、有條不紊。
辦公室正中央有一個圓柱形的管道，通向了二樓，一樓處理完畢就通過這管道把數(shù)據(jù)包送了上去。
墻上還有另一個管道，上面寫著netfilter hook，不知道是通向了哪里。
“你找誰？”，我正看得入神，里面一個負(fù)責(zé)人發(fā)現(xiàn)了我，我趕緊表明來意。
他看過我手中的錄取通知書后說到，“你是在傳輸層啊，出門右拐上二樓就是了。我們這一樓都是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的辦公室?！?/p>
我又看了下手里的錄用通知書，這才發(fā)現(xiàn)被分配在了傳輸層工作。
傳輸層工作
來到二樓，總算見到了我的主管。
“Robert，歡迎加入網(wǎng)絡(luò)部，工作崗位在傳輸層的TCP小組，大家歡迎！”
“謝謝主管！謝謝大家！”
“這是Cerf，你剛來，就讓他先帶帶你，有什么不懂的就向他請教吧。”
我點頭感謝，和一旁這個叫Cerf的握了握手。
接下來，主管向我介紹了咱們傳輸層的幾個小組的情況：TCP、UDP、SCTP、UDP-lite······我這才知道，原來傳輸層不是只有TCP和UDP。
Cerf帶我來到了工位，不愧是國有單位，無比寬敞，桌上還有一堆奇怪的設(shè)備。
“這是一堆什么東西啊”，我問Cerf。
“這些都是定時器，后面你工作處理TCP連接會用到的”
我點了點頭，環(huán)顧四周，工位旁邊的墻壁上還貼滿了什么東西，我湊近了一看，才發(fā)現(xiàn)滿滿的都是RFC幾千條的規(guī)定。
“好好看，以后的工作可是要天天用到這些東西呢”，Cerf略開玩笑的說著。
“這些我基本都背的下來了，要不然我也考不到這里來”，我笑著說，略帶一些得意。
Cerf也笑了笑，“別大意，之前也有人也說過這話，后來還不是走了”
我有些尷尬，不知道說些什么，這時辦公室中央的管道里冒出了一個數(shù)據(jù)包。
“Robert，你剛來，這個新的連接數(shù)據(jù)包就交給你來處理下，熟悉下工作流程”，主管說到。
我剛剛放松的心情一下緊張了起來，畢竟以前都是紙上談兵，還從沒有真正處理過數(shù)據(jù)包呢。
我小心翼翼的接過這個數(shù)據(jù)包，定位到TCP的頭部，瞧了一眼標(biāo)志位，發(fā)現(xiàn)SYN位是1，看來是有新的連接到來了，接下來不就是三次握手嗎，我再熟悉不過了。
我準(zhǔn)備了一個響應(yīng)包，將SYN標(biāo)記和ACK標(biāo)記都點亮后，接下來就犯了難了。這個確認(rèn)號ACK我倒是知道是對方的序列號+1，不過我回復(fù)的序列號該是多少呢？一時之間，不知道如何是好。
你們知道嗎？在線等，挺急的。
未完待續(xù)······
彩蛋
CPU一號車間的阿Q又鬧脾氣了。
“我們花了大量時間把網(wǎng)卡數(shù)據(jù)搬運到內(nèi)存，重復(fù)又沒有技術(shù)含量，我受夠了！”
預(yù)知后事如何，請關(guān)注后續(xù)精彩······
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