linux网络内核的核心函数作用和简介

linux网络内核中包含大量关键函数，涉及网络协议栈的各个层面（数据链路层、网络层、传输层、套接字层等）。linux网络内核的核心函数作用和简介：

socket套接字层

提供用户空间与内核网络协议栈的接口。

常见函数：

• sock_create(): 创建 socket。

• sock_sendmsg() / sock_recvmsg(): 发送/接收消息。

• sock_release(): 释放socket。

• sys_socket(), sys_bind(), sys_connect(), sys_listen(), sys_accept(), sys_sendto() 等：系统调用入口。

TCP/UDP传输层

处理端口、连接、流控制、拥塞控制等。

TCP关键函数：

• tcp_v4_connect(): 建立TCP连接。

• tcp_sendmsg(): 发送数据。

• tcp_recvmsg(): 接收数据。

• tcp_v4_rcv(): 处理收到的TCP包。

• tcp_input.c: 包含TCP接收状态机，如tcp_rcv_established()、tcp_rcv_synsent_state_process() 等。

UDP关键函数：

• udp_sendmsg()

• udp_recvmsg()

• udp_queue_rcv_skb(): 将数据包放入接收队列。

• udp_rcv(): 处理UDP数据包。

IP网络层

负责IP分片、路由、ICMP等。

IPv4关键函数：

• ip_rcv(): 接收并处理IP包，是IPv4的主入口。

• ip_local_deliver(): 交给本机处理。

• ip_forward(): 转发数据包。

• ip_output(): 发送数据包。

• ip_queue_xmit(): 发送数据前的封装函数。

数据链路层

负责网卡驱动交互和帧封装。

函数入口/出口：

• netif_rx(): 接收方向的入口，数据包进入协议栈。

• dev_queue_xmit(): 发送方向的接口，数据包从协议栈到驱动层。

• eth_type_trans(): 确定帧的协议类型。

协议栈初始化

设置协议栈和注册协议。

• inet_init(): 初始化INET协议族（TCP/IP）。

• ip_init(), tcp_init(), udp_init(): 初始化各层协议。

• register_netdevice(): 注册网络设备。

• register_inetaddr_notifier(): 注册IP地址变更通知。

中断与软中断

处理收发中断和协议栈上下文切换。

• net_rx_action(): 软中断接收数据。

• netif_receive_skb(): 将skb交给协议栈处理。

• napi_poll(): NAPI poll模式处理数据包。

skb核心操作

数据在协议栈中传递的核心结构。

• alloc_skb(): 分配skb。

• skb_put(), skb_push(), skb_pull(): 调整数据指针。

• kfree_skb(): 释放skb。

路由子系统

负责查找目标地址的下一跳。

• ip_route_input_noref(), ip_route_output_flow(): 路由查找。

• fib_lookup(): FIB表查找函数。

• dst_output(): 目标设备输出。

netfilter防火墙钩子机制

用于包过滤、NAT等。

• nf_register_hook(): 注册netfilter钩子。

• nf_hook_slow(): 处理钩子函数。

• ipt_do_table(): iptables主处理函数。