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前言

第1章 预备知识 1
1.1 应用层配置诊断工具 2
1.1.1 iputils 2
1.1.2 net-tools 2
1.1.3 iproute2 2
1.2 内核空间与用户空间的接口 2
1.2.1 procfs 2
1.2.2 sysctl(/proc/sys目录) 4
1.2.3 sysfs(/sys文件系统) 5
1.2.4 ioctl系统调用 6
1.2.5 netlink套接口 6
1.3 网络I/O加速 6
1.3.1 TSO/GSO 7
1.3.2 I/O AT 8
1.4 其他 8
1.4.1 slab分配器 9
1.4.2 RCU 9
第2章 网络体系结构概述 10
2.1 引言 10
2.2 协议简介 10
2.3 网络架构 11
2.4 系统调用接口 11
2.5 协议无关接口 12
2.6 传输层协议 12
2.7 套接口缓存 13
2.8 设备无关接口 14
2.9 设备驱动程序 14
2.10 网络模块源代码组织 14
第3章 套接口缓存 15
3.1 引言 15
3.2 sk_buff结构 15
3.2.1 网络参数和内核数据结构 16
3.2.2 SKB组织相关的变量 19
3.2.3 数据存储相关的变量 20
3.2.4 通用的成员变量 21
3.2.5 标志性变量 24
3.2.6 特性相关的成员变量 25
3.3 skb_shared_info结构 25
3.3.1 "零拷贝"技术 25
3.3.2 对聚合分散I/O数据的支持 27
3.3.3 对GSO的支持 30
3.3.4 访问skb_shared_info结构 31
3.4 管理函数 31
3.4.1 SKB的缓存池 31
3.4.2 分配SKB 32
3.4.3 释放SKB 34
3.4.4 数据预留和对齐 36
3.4.5 克隆和复制SKB 38
3.4.6 链表管理函数 42
3.4.7 添加或删除尾部数据 42
3.4.8 拆分数据：skb_split() 44
3.4.9 重新分配SKB的线性数据区：
pskb_expand_head() 46
3.4.10 其他函数 46
第4章 网络模块初始化 48
4.1 引言 48
4.2 网络模块初始化顺序 48
4.3 优化基于宏的标记 49
4.4 网络设备处理层初始化 52
第5章 网络设备 55
5.1 PCI设备 55
5.1.1 PCI驱动程序相关结构 55
5.1.2 注册PCI驱动程序 57
5.2 与网络设备有关的数据结构 59
5.2.1 net_device结构 59
5.2.2 网络设备有关结构的组织 71
5.2.3 相关函数 72
5.3 网络设备的注册 73
5.3.1 设备注册的时机 73
5.3.2 分配net_device结构空间 73
5.3.3 网络设备注册过程 75
5.3.4 注册设备的状态迁移 79
5.3.5 设备注册状态通知 79
5.3.6 引用计数 80
5.4 网络设备的注销 80
5.4.1 设备注销的时机 80
5.4.2 网络设备注销过程 81
5.5 网络设备的启用 86
5.6 网络设备的禁用 88
5.7 与电源管理交互 89
5.7.1 挂起设备 90
5.7.2 唤醒设备 90
5.8 侦测连接状态改变 91
5.8.1 调度处理连接状态改变事件 91
5.8.2 linkwatch标志 95
5.9 从用户空间配置设备相关
信息 95
5.9.1 ethtool 95
5.9.2 媒体独立接口 97
5.10 虚拟网络设备 97
第6章 IP编址 99
6.1 接口和IP地址 99
6.1.1 主IP地址、从属IP地址和
IP别名 99
6.1.2 IP地址的组织 99
6.1.3 in_device结构 100
6.1.4 in_ifaddr结构 101
6.2 函数 102
6.2.1 inetdev_init() 102
6.2.2 inetdev_destroy() 104
6.2.3 inet_select_addr() 104
6.2.4 inet_confirm_addr() 106
6.2.5 inet_addr_onlink() 107
6.2.6 inetdev_by_index() 107
6.2.7 inet_ifa_byprefix() 108
6.2.8 inet_abc_len() 108
6.3 IP地址的设置 109
6.3.1 netlink接口 109
6.3.2 inet_insert_ifa() 111
6.3.3 inet_del_ifa() 112
6.4 ioctl 115
6.5 inetaddr_chain通知链 121
第7章 接口层的输入 122
7.1 系统参数 122
7.2 接口层的ioctl 123
7.2.1 SIOCxIFxxx类命令 123
7.2.2 SIOCETHTOOL 126
7.2.3 私有命令 127
7.3 初始化 127
7.4 softnet_data结构 128
7.5 NAPI方式 130
7.5.1 网络设备中断例程 131
7.5.2 网络输入软中断 131
7.5.3 轮询处理 133
7.6 非NAPI方式 134
7.7 接口层输入报文的处理 137
7.7.1 报文接收例程 137
7.7.2 netif_receive_skb() 138
7.7.3 dev_queue_xmit_nit() 141
7.8 响应CPU状态的变化 142
7.9 netpoll 143
7.9.1 netpoll相关结构 143
7.9.2 注册netpoll实例 145
7.9.3 netpoll的输入 148
7.9.4 netpoll的输出 156
7.9.5 tx_work工作队列 159
7.9.6 netpoll实例：netconsole 160
第8章 接口层的输出 163
8.1 输出接口 163
8.1.1 dev_queue_xmit() 163
8.1.2 dev_hard_start_xmit() 167
8.1.3 e100的输出接口：
e100_xmit_frame() 168
8.2 网络输出软中断 168
8.2.1 netif_schedule() 168
8.2.2 net_tx_action() 169
8.3 网络设备不支持GSO时的
处理 170
8.3.1 dev_gso_cb私有控制块 171
8.3.2 dev_gso_segment() 171
8.3.3 skb_gso_segment() 172
第9章 流量控制 174
9.1 通过流量控制后输出 174
9.1.1 dev_queue_xmit() 175
9.1.2 qdisc_restart() 176
9.2 构成流量控制的三种元素 178
9.2.1 排队规则 179
9.2.2 类 186
9.2.3 过滤器 189
9.3 默认的FIFO排队规则 192
9.3.1 pfifo_fast_init() 194
9.3.2 pfifo_fast_reset() 194
9.3.3 pfifo_fast_enqueue() 194
9.3.4 pfifo_fast_dequeue() 195
9.3.5 pfifo_fast_requeue() 195
9.4 netlink的tc接口 195
9.5 排队规则的创建接口 197
9.5.1 类的创建接口 201
9.5.2 过滤器的创建接口 204
第10章 Internet协议族 209
10.1 net_proto_family结构 209
10.2 inet_protosw结构 210
10.3 net_protocol结构 212
10.4 Internet协议族的初始化 214
第11章 IP：网际协议 217
11.1 引言 217
11.1.1 IP首部 218
11.1.2 IP数据报的输入与输出 219
11.2 IP的私有信息控制块 220
11.3 系统参数 220
11.4 初始化 223
11.5 IP层套接口选项 223
11.6 ipv4_devconf结构 227
11.7 套接口的错误队列 229
11.7.1 添加ICMP差错信息 231
11.7.2 添加由本地产生的差错信息 232
11.7.3 读取错误信息 233
11.8 报文控制信息 235
11.8.1 IP控制信息块 235
11.8.2 报文控制信息的输出 235
11.8.3 报文控制信息的输入 236
11.9 对端信息块 237
11.9.1 系统参数 239
11.9.2 对端信息块的创建和查找 239
11.9.3 对端信息块的删除 241
11.9.4 垃圾回收 242
11.10 IP数据报的输入处理 244
11.10.1 IP数据报输入到本地 247
11.10.2 IP数据报的转发 249
11.11 IP数据报的输出处理 253
11.11.1 IP数据报输出到设备 253
11.11.2 TCP输出的接口 255
11.11.3 UDP输出的接口 261
11.12 IP层对GSO的支持 275
11.12.1 inet_gso_segment() 275
11.12.2 inet_gso_send_check() 277
第12章 IP选项处理 278
12.1 IP选项 278
12.1.1 选项列表的结束符 279
12.1.2 空操作 279
12.1.3 安全选项 279
12.1.4 严格源路由选项 280
12.1.5 宽松源路由选项 281
12.1.6 记录路由选项 282
12.1.7 流标识选项 282
12.1.8 时间戳选项 283
12.1.9 路由器警告选项 283
12.2 ip_options结构 284
12.3 在IP数据报中构建IP选项 285
12.4 复制IP数据报中选项到指
定的ip_options结构 286
12.5 处理待发送IP分片中的
选项 290
12.6 解析IP选项 291
12.7 还原在校验IP选项时修改的
IP选项 297
12.8 处理转发IP数据报中的IP
选项 298
12.9 处理IP数据报的源路由
选项 299
12.10 解析并处理IP首部中的IP
选项 300
12.11 路由警告选项的处理 301
12.12 由控制信息生成IP选项
信息块 302
第13章 IP的分片与组装 303
13.1 系统参数 303
13.2 分片 303
13.2.1 快速分片 306
13.2.2 慢速分片 309
13.3 组装 312
13.3.1 ipq结构 312
13.3.2 ipq散列表和链表的维护 315
13.3.3 ipq散列表的重组 316
13.3.4 超时IP分片的清除 317
13.3.5 垃圾收集 318
13.3.6 相关分片组装函数 319
13.3.7 分片组装 327
第14章 ICMP：Internet控制
报文协议 330
14.1 ICMP报文结构 330
14.2 注册ICMP报文类型 330
14.3 系统参数 330
14.4 ICMP的初始化 332
14.5 输入处理 333
14.5.1 差错处理 337
14.5.2 重定向处理 342
14.5.3 请求回显 343
14.5.4 时间戳请求 345
14.5.5 地址掩码请求和应答 346
14.6 输出处理 346
14.6.1 发送ICMP报文 346
14.6.2 发送回显应答和时间戳
应答报文 350
第15章 IP组播 353
15.1 初始化 353
15.2 虚拟接口 354
15.2.1 虚拟接口的添加 355
15.2.2 虚拟接口的删除：
vif_delete() 358
15.2.3 查找虚拟接口：ipmr_find_vif() 358
15.3 组播转发缓存 358
15.3.1 组播转发缓存的创建 361
15.3.2 组播转发缓存的删除 361
15.3.3 组播转发缓存的查找 361
15.3.4 向组播路由守护进程发送
报告 362
15.4 临时组播转发缓存 364
15.4.1 临时组播转发缓存队列 365
15.4.2 创建临时组播转发缓存 365
15.4.3 用于超时而删除临时组播
转发缓存的定时器 367
15.4.4 释放临时组播缓存项中保存的
临时组播报文 368
15.5 外部事件 369
15.6 组播套接口选项 369
15.6.1 IP_MULTICAST_TTL 369
15.6.2 IP_MULTICAST_LOOP 370
15.6.3 IP_MULTICAST_IF 370
15.6.4 IP_ADD_MEMBERSHIP 372
15.6.5 IP_DROP_MEMBERSHIP 372
15.6.6 IP_MSFILTER 373
15.6.7 IP_BLOCK_SOURCE和
IP_UNBLOCK_SOURCE 375
15.6.8 IP_ADD_SOURCE_MEMBERSHIP
和IP_DROP_SOURCE_
MEMBERSHIP 375
15.6.9 MCAST_JOIN_GROUP 376
15.6.10 MCAST_LEAVE_GROUP 377
15.6.11 MCAST_BLOCK_SOURCE和
MCAST_UNBLOCK_SOURCE 377
15.6.12 MCAST_JOIN_SOURCE_GROUP
和MCAST_LEAVE_SOURCE_
GROUP 377
15.6.13 MCAST_MSFILTER 378
15.7 组播选路套接口选项 378
15.7.1 MRT_INIT 379
15.7.2 MRT_DONE 379
15.7.3 MRT_ADD_VIF和MRT_
DEL_VIF 380
15.7.4 MRT_ADD_MFC和MRT_
DEL_MFC 380
15.7.5 MRT_ASSERT 380
15.8 组播的ioctl 380
15.8.1 SIOCGETVIFCNT 380
15.8.2 SIOCGETSGCNT 380
15.9 组播报文的输入 381
15.10 组播报文的转发 383
15.10.1 ip_mr_forward() 383
15.10.2 ipmr_queue_xmit() 385
15.11 组播报文的输出 388
第16章 IGMP：Internet组
管理协议 390
16.1 in_device结构中的组播参数 390
16.2 ip_mc_list结构 391
16.3 系统参数 393
16.4 IGMP的版本与协议结构 393
16.4.1 IGMP的版本 393
16.4.2 第一版和第二版的IGMP
报文结构 395
16.4.3 第三版的IGMP查询报文结构 395
16.4.4 第三版的IGMP报告结构 396
16.5 IGMP报文的输入 398
16.6 函数 399
16.6.1 ip_mc_find_dev() 399
16.6.2 ip_check_mc() 400
16.7 成员关系查询 400
16.8 成员关系报告 404
16.8.1 最近离开组播组列表的维护 404
16.8.2 is_in() 404
16.8.3 add_grec() 406
16.8.4 普通查询的报告 409
16.8.5 V1和V2的报告以及V3的
当前状态记录报告 410
16.8.6 主动发送组关系报告 413
16.9 维护套接口组播状态 416
16.9.1 套接口加入组播组 417
16.9.2 套接口离开组播组 418
16.10 维护网络设备组播状态 419
16.10.1 被阻止的组播源列表的维护 421
16.10.2 网络设备加入组播组 421
16.10.3 网络设备离开组播组 425
16.11 ip_mc_source() 430
16.12 ip_mc_msfilter() 434
16.13 网络设备组播硬件地址的
管理 436
第17章 邻居子系统 437
17.1 什么是邻居子系统 437
17.2 系统参数 437
17.3 邻居子系统的结构 438
17.3.1 neigh_table结构 438
17.3.2 neighbour结构 441
17.3.3 neigh_ops结构 444
17.3.4 neigh_parms结构 445
17.3.5 pneigh_entry结构 447
17.3.6 neigh_statistics结构 447
17.3.7 hh_cache结构 448
17.4 邻居表的初始化 449
17.5 邻居项的状态机 450
17.6 邻居项的添加与删除 452
17.6.1 netlink接口 452
17.6.2 ioctl 456
17.6.3 路由表项与邻居项的绑定 456
17.6.4 接收到的并非请求的应答 456
17.7 邻居项的创建与初始化 456
17.7.1 neigh_alloc() 456
17.7.2 neigh_create() 457
17.8 邻居项散列表的扩容 459
17.9 邻居项的查找 460
17.9.1 neigh_lookup() 460
17.9.2 neigh_lookup_nodev() 461
17.9.3 __neigh_lookup ()和
neigh_lookup_errno() 461
17.10 邻居项的更新 461
17.11 垃圾回收 465
17.11.1 同步回收 465
17.11.2 异步回收 466
17.12 外部事件 468
17.13 邻居项状态处理定时器 469
17.14 代理项 472
17.14.1 代理项的查找、添加和删除 472
17.14.2 延时处理代理的请求报文 472
17.15 输出函数 474
17.15.1 丢弃 474
17.15.2 慢速发送 474
17.15.3 快速发送 477
第18章 ARP：地址解析协议 480
18.1 ARP报文格式 480
18.2 系统参数 481
18.3 注册ARP报文类型 483
18.4 ARP初始化 483
18.5 ARP的邻居项函数指针表 483
18.6 ARP表 484
18.7 函数 485
18.7.1 arp_error_report() 485
18.7.2 arp_solicit() 485
18.7.3 arp_ignore() 486
18.7.4 arp_filter() 488
18.8 IPv4中邻居项的初始化 488
18.9 ARP报文的创建 490
18.10 ARP的输出 490
18.11 ARP的输入 491
18.11.1 arp_rcv() 491
18.11.2 arp_process() 492
18.12 ARP代理 497
18.12.1 arp_process() 498
18.12.2 arp_fwd_proxy() 499
18.12.3 parp_redo() 500
18.13 ARP的ioctl 500
18.14 外部事件 501
18.15 路由表项与邻居项的绑定 502
第19章 路由表 503
19.1 什么是路由表 503

19.1.1 路由的要素 503
19.1.2 特殊路由 505
19.1.3 路由缓存 505
19.2 系统参数 506
19.3 路由表组成结构 506
19.3.1 fib_table结构 508
19.3.2 fn_zone结构 510
19.3.3 fib_node结构 511
19.3.4 fib_alias结构 511
19.3.5 fib_info结构 512
19.3.6 fib_nh结构 515
19.4 路由表的初始化 516
19.5 netlink接口 517
19.5.1 netlink路由表项消息结构 517
19.5.2 inet_rtm_newroute() 519
19.5.3 inet_rtm_delroute() 520
19.6 获取指定的路由表 520
19.7 路由表项的添加 520
19.8 路由表项的删除 526
19.9 外部事件 528
19.9.1 网络设备状态变化事件 528
19.9.2 IP地址变化事件 529
19.9.3 fib_add_ifaddr() 529
19.9.4 fib_del_ifaddr() 531
19.9.5 fib_disable_ip() 534
19.9.6 fib_magic() 534
19.10 选路 535
19.10.1 输入选路：
ip_route_input_slow() 535
19.10.2 组播输入选路：
ip_route_input_mc() 539
19.10.3 输出选路：
ip_route_output_slow() 541
19.10.4 fib_lookup() 546
19.10.5 fn_hash_lookup() 548
19.11 ICMP重定向消息的发送 548

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第20章 路由缓存 551
20.1 系统参数 551
20.2 路由缓存的组织结构 552
20.2.1 rtable结构 552
20.2.2 flowi结构 555
20.2.3 dst_entry结构 556
20.2.4 dst_ops结构 559
20.3 初始化 561
20.4 创建路由缓存项 563
20.4.1 创建输入路由缓存项 563
20.4.2 创建输出路由缓存项 565
20.5 添加路由表项到缓存中：
rt_intern_hash() 568
20.6 输入路由缓存查询：
ip_route_input() 571
20.7 输出路由缓存查询 573
20.7.1 ip_route_output_key() 573
20.7.2 __ip_route_output_key() 573
20.8 垃圾回收 575
20.8.1 路由缓存项的过期 575
20.8.2 判断缓存路由表项是否
可被删除 575
20.8.3 同步清理 576
20.8.4 异步清理 580
20.8.5 路由缓存项的释放 582
20.9 刷新缓存 582
20.9.1 通过定时器定时刷新 584
20.9.2 网络设备的硬件地址发生
改变 584
20.9.3 网络设备状态发生变化 584
20.9.4 给设备添加或删除一个
IP地址 584
20.9.5 全局转发状态或设备的转发
状态发生变化 584
20.9.6 一条路由被删除 585
20.9.7 通过写/proc的flush文件 585
20.10 ICMP重定向消息的处理 585
20.11 ICMP目的不可达，需要分片
消息的处理 588
第21章 路由策略 590
21.1 路由策略组织结构 590
21.1.1 fib_rules_ops结构 590
21.1.2 fib_rule结构 592
21.1.3 fib4_rule结构 594
21.2 三个默认路由策略 595
21.3 IPv4协议族的fib_rules_ops
结构实例 595
21.3.1 fib4_rule_action() 595
21.3.2 fib4_rule_match() 596
21.3.3 fib4_rule_configure() 596
21.3.4 fib4_rule_compare() 598
21.3.5 fib4_rule_fill() 598
21.3.6 fib4_rule_default_pref() 599
21.4 netlink接口 599
21.4.1 netlink路由策略消息结构 599
21.4.2 fib_nl_newrule() 600
21.4.3 fib_nl_delrule() 602
21.5 受网络设备状态改变的影响 604
21.6 策略路由的查找 604
第22章 套接口层 606
22.1 socket结构 607
22.2 proto_ops结构 608
22.3 套接口文件系统 610
22.3.1 套接口文件系统类型 610
22.3.2 套接口文件系统超级块操作
接口 610
22.3.3 套接口文件的inode 611
22.3.4 sock_alloc_inode() 611
22.3.5 sock_destroy_inode() 612
22.4 套接口文件 612
22.4.1 套接口文件与套接口的绑定 612
22.4.2 根据文件描述符获取套接口 614
22.5 进程、文件描述符和套接口 615
22.6 套接口层的系统初始化 616
22.7 套接口系统调用 617
22.7.1 套接口系统调用入口 617
22.7.2 socket系统调用 621
22.7.3 bind系统调用 629
22.7.4 listen系统调用 632
22.7.5 accept系统调用 633
22.7.6 connect系统调用 635
22.7.7 shutdown系统调用 636
22.7.8 close系统调用 638
22.7.9 select系统调用的实现 640
第23章 套接口I/O 641
23.1 输出/输入数据的组织 641
23.1.1 msghdr结构 641
23.1.2 verify_iovec() 643
23.1.3 memcpy_toiovec() 644
23.1.4 memcpy_fromiovec() 644
23.1.5 memcpy_fromiovecend() 644
23.1.6 csum_partial_copy_
fromiovecend() 644
23.2 输出系统调用 644
23.2.1 sock_sendmsg() 644
23.2.2 sendto系统调用 645
23.2.3 send系统调用 646
23.2.4 sendmsg系统调用 646
23.3 输入系统调用 649
第24章 套接口选项 650
24.1 setsockopt系统调用 650
24.2 ioctl系统调用 655
24.2.1 ioctl在文件系统内的调用过程 655
24.2.2 套接口文件ioctl调用接口的
实现 655
24.2.3 套接口层的实现 658
24.3 getsockname系统调用 659
24.4 getpeername系统调用 660
第25章 传输控制块 661
25.1 系统参数 662
25.2 传输描述块结构 662
25.2.1 sock_common结构 662
25.2.2 sock结构 663
25.2.3 inet_sock结构 670
25.3 proto结构 674
25.3.1 proto实例组织结构 677
25.3.2 proto_register() 677
25.3.3 proto_unregister() 679
25.4 传输控制块的内存管理 680
25.4.1 传输控制块的分配和释放 680
25.4.2 普通的发送缓存区的分配 682
25.4.3 发送缓存的分配与释放 685
25.4.4 接收缓存的分配与释放 686
25.4.5 辅助缓存的分配与释放 688
25.5 异步IO机制 688
25.5.1 sk_wake_async() 689
25.5.2 sock_def_wakeup() 690
25.5.3 sock_def_error_report() 690
25.5.4 sock_def_readable() 691
25.5.5 sock_def_write_space()和
sk_stream_write_space() 691
25.5.6 sk_send_sigurg() 692
25.5.7 接收到FIN段后通知进程 692
25.5.8 sock_fasync() 693
25.6 传输控制块的同步锁 694
25.6.1 socket_lock_t结构 694
25.6.2 控制用户进程和下半部间
同步锁 695
25.6.3 控制下半部间同步锁 698
第26章 TCP：传输控制协议 699
26.1 系统参数 699
26.2 TCP的inet_protosw实例 705
26.3 TCP的net_protocol结构 705
26.4 TCP传输控制块 706
26.4.1 inet_connection_sock结构 706
26.4.2 inet_connection_sock_af_ops
结构 710
26.4.3 tcp_sock结构 711
26.4.4 tcp_options_received结构 721
26.4.5 tcp_skb_cb结构 723
26.5 TCP的proto结构和proto_ops
结构的实例 725
26.6 TCP状态迁移图 725
26.7 TCP首部 726
26.8 TCP校验和 727
26.8.1 输入TCP段的校验和检测 728
26.8.2 输出TCP段校验和的计算 729
26.9 TCP的初始化 729
26.10 TCP传输控制块的管理 731
26.10.1 inet_hashinfo结构 732
26.10.2 管理除LISTEN状态之外的
TCP传输控制块 733
26.10.3 管理LISTEN状态的
TCP传输控制块 734
26.11 TCP层的套接口选项 735
26.12 TCP的ioctl 736
26.13 TCP传输控制块的初始化 737
26.14 TCP的差错处理 737
26.15 TCP传输控制块层的缓存
管理 741
26.15.1 缓存管理的算法 741
26.15.2 发送缓存的管理 744
26.15.3 接收缓存的管理 745
第27章 TCP的定时器 746
27.1 初始化 746
27.2 连接建立定时器 747
27.2.1 连接建立定时器处理函数 747
27.2.2 连接建立定时器的激活 751
27.3 重传定时器 751
27.3.1 重传定时器处理函数 751
27.3.2 重传定时器的激活 756
27.4 延迟确认定时器 756
27.4.1 延时确认定时器的处理函数 756
27.4.2 延时确认定时器的激活 758
27.5 持续定时器 758
27.5.1 持续定时器处理函数 758
27.5.2 激活持续定时器 762
27.6 保活定时器 763
27.6.1 保活定时器处理函数 763
27.6.2 激活保活定时器 764
27.7 FIN_WAIT_2定时器 764
27.7.1 FIN_WAIT_2定时器处理函数 765
27.7.2 激活FIN_WAIT_2定时器 765
27.8 TIME_WAIT定时器 766
第28章 TCP连接的建立 767
28.1 服务端建立连接过程 767
28.2 连接相关的数据结构 770
28.2.1 request_sock_queue结构 770
28.2.2 listen_sock结构 771
28.2.3 tcp_request_sock结构 771
28.2.4 request_sock_ops结构 774
28.3 bind系统调用的实现 775
28.3.1 bind端口散列表 775
28.3.2 传输接口层的实现 775
28.4 listen系统调用的实现 779
28.4.1 inet_listen() 779
28.4.2 实现侦听：
inet_csk_listen_start() 780
28.4.3 分配连接请求块散列表：
reqsk_queue_alloc() 781
28.5 accept系统调用的实现 782
28.5.1 套接口层的实现：
inet_accept() 782
28.5.2 传输接口层的实现：
inet_csk_accept() 783
28.6 被动打开 785
28.6.1 SYN cookies 785
28.6.2 第一次握手：接收SYN段 786
28.6.3 第二次握手：
发送SYN+ACK段 793
28.6.4 第三次握手：接收ACK段 798
28.7 connect系统调用的实现 813
28.7.1 套接口层的实现：
inet_stream_connect() 813
28.7.2 传输接口层的实现 815
28.8 主动打开 816
28.8.1 第一次握手：发送SYN段 816
28.8.2 第二次握手：
接收SYN+ACK段 823
28.8.3 第三次握手：发送ACK段 828
28.9 同时打开 828
28.9.1 SYN_SENT状态接收SYN段 828
28.9.2 SYN_RECV状态接收
SYN+ACK段 830
第29章 TCP拥塞控制的实现 831
29.1 拥塞控制引擎 831
29.2 拥塞控制状态机 832
29.2.1 Open状态 833
29.2.2 Disorder状态 833
29.2.3 CWR状态 833
29.2.4 Recovery状态 834
29.2.5 Loss状态 834
29.3 拥塞窗口调整撤销 836
29.3.1 撤销拥塞窗口的检测 837
29.3.2 tcp_undo_cwr() 837
29.3.3 从Disorder拥塞状态撤销 838
29.3.4 从Recovery状态撤销 838
29.3.5 从Recovery拥塞状态撤销 839
29.3.6 从Loss拥塞状态撤销 839
29.4 显式拥塞通知 840
29.4.1 IP对ECN的支持 841
29.4.2 TCP对ECN的支持 841
29.5 拥塞控制状态的处理及转换 843
29.5.1 拥塞控制状态的处理：
tcp_fastretrans_alert() 843
29.5.2 拥塞避免 852
29.6 拥塞窗口的检测：
tcp_cwnd_test() 852
29.7 F-RTO算法 853
29.7.1 进入F-RTO算法处理阶段 853
29.7.2 进行F-RTO算法处理 855
29.8 拥塞窗口的检验 857
29.8.1 tcp_event_data_sent() 857
29.8.2 tcp_cwnd_validate() 858
29.9 支持多拥塞控制算法的机制 859
29.9.1 接口 859
29.9.2 注册拥塞控制算法：tcp_register_
congestion_control() 861
29.9.3 注销拥塞控制算法：tcp_unregister_
congestion_control() 861
29.9.4 选取某种拥塞控制算法: tcp_set_
congestion_control() 861
29.9.5 Linux支持的拥塞控制算法 862
第30章 TCP的输出 864
30.1 引言 864
30.2 最大段长度（MSS） 867
30.3 sendmsg系统调用在TCP中的
实现 870
30.3.1 分割TCP段 871
30.3.2 套接口层的实现 871
30.3.3 传输接口层的实现 871
30.4 对TCP选项的处理 889
30.4.1 构建SYN段的选项 889
30.4.2 构建非SYN段的选项 892
30.5 Nagle算法 893
30.6 ACK的接收 894
30.6.1 tcp_ack() 894
30.6.2 发送窗口的更新 899
30.6.3 根据SACK选项标记重传
队列中段的记分牌 900
30.6.4 重传队列中已经确认段的删除 910
30.7 往返时间测量和RTO的计算 913
30.8 路径MTU发现 915
30.8.1 路径MTU发现原理 915
30.8.2 路径MTU发现时的黑洞 916
30.8.3 有关数据结构的初始化 916
30.8.4 创建路径MTU发现TCP段并
发送 916
30.8.5 路径MTU发现失败后处理 920
30.8.6 处理需要分片ICMP目的
不可达报文 920
30.8.7 更新当前有效的MSS 921
30.8.8 路径MTU发现成功后处理 922
30.9 TCP重传接口 922
第31章 TCP的输入 926
31.1 引言 926
31.2 TCP接收的总入口 927
31.2.1 接收到prequeue队列 930
31.2.2 有效TCP段的处理 931
31.3 报文的过滤 932
31.3.1 过滤器的数据结构 933
31.3.2 安装过滤器 935
31.3.3 卸载过滤器 937
31.3.4 过滤执行 938
31.4 ESTABLISHED状态的接收 938
31.4.1 首部预测 939
31.4.2 接收处理无负荷的ACK段 941
31.4.3 执行快速路径 942
31.4.4 执行慢速路径 945
31.4.5 数据从内核空间复制到用户
空间 948
31.4.6 通过调节接收窗口进行
流量控制 952
31.4.7 确定是否需要发送ACK段
（用于接收的数据从内核空
间复制到用户空间时） 956
31.5 TCP选项的处理 957
31.5.1 慢速路径中快速解析TCP选项 957
31.5.2 全面解析TCP选项 958
31.6 慢速路径的数据处理 961
31.6.1 接收处理预期的段 963
31.6.2 接收处理在接收窗口之外的段 965
31.6.3 接收处理乱序的段 966
31.6.4 tcp_ofo_queue() 969
31.7 带外数据处理 970
31.7.1 检测紧急指针 970
31.7.2 读取带外数据 972
31.8 SACK信息 973
31.8.1 SACK允许选项 973
31.8.2 SACK选项 974
31.8.3 SACK的产生 974
31.8.4 发送方对SACK的响应 975
31.8.5 实现 975
31.9 确认的发送 975
31.9.1 快速确认模式 976
31.9.2 处理数据接收事件 977
31.9.3 发送确认紧急程度和状态 978
31.9.4 延迟或快速确认 979
31.10 recvmsg系统调用在TCP中的
实现 980
31.10.1 套接口层的实现 980
31.10.2 传输接口层的实现 980
31.11 sk_backlog_rcv接口 991
第32章 TCP连接的终止 992
32.1 连接终止过程 993
32.1.1 正常关闭 993
32.1.2 同时关闭 994
32.2 shutdown传输接口层的
实现 994
32.2.1 tcp_shutdown() 994
32.2.2 tcp_send_fin() 995
32.3 close传输接口层的实现：
tcp_close() 995
32.4 被动关闭：FIN段的接收
处理 999
32.5 主动关闭 1002
32.5.1 timewait控制块的数据
结构 1002
32.5.2 timewait控制块取代TCP传输
控制块 1006
32.5.3 启动FIN_WAIT_2或TIME_WAIT
定时器 1008
32.5.4 CLOSE_WAIT、LAST_ACK、
FIN_WAIT1、FIN_WAIT2与
CLOSING状态处理 1010
32.5.5 FIN_WAIT2和TIME_WAIT
状态处理 1013
32.5.6 timewait控制块的2MSL
超时处理 1020
第33章 UDP：用户数据报 1023
33.1 引言 1023
33.1.1 UDP首部 1023
33.1.2 UDP的输入与输出 1024
33.2 UDP的inet_protosw结构 1024
33.3 UDP的传输控制块 1025
33.4 UDP的proto结构和proto_ops
结构的实例 1027
33.5 UDP的状态 1027
33.6 UDP传输控制块的管理 1027
33.7 bind系统调用的实现 1028
33.8 UDP套接口的关闭 1031
33.9 connect系统调用的实现 1032
33.9.1 udp_disconnect() 1033
33.9.2 ip4_datagram_connect() 1033
33.10 select系统调用的实现 1034
33.11 UDP的ioctl 1037
33.12 UDP的套接口选项 1037
33.13 UDP校验和 1038
33.13.1 输入UDP数据报校验和的
计算 1038
33.13.2 输出UDP数据报校验和的
计算 1039
33.14 UDP的输出：sendmsg系统
调用 1040
33.14.1 udp_sendmsg() 1040
33.14.2 udp_push_pending_frames() 1047
33.15 UDP的输入 1048
33.15.1 UDP接收的入口：
udp_rcv() 1048
33.15.2 UDP组播数据报输入：
__udp4_lib_mcast_deliver() 1052
33.15.3 udp_queue_rcv_skb() 1053
33.16 recvmsg系统调用的实现 1055
33.17 UDP的差错处理：
udp_err() 1059
33.18 轻量级UDP 1061
参考文献 1063
· · · · · · (收起)