這里共維護(hù)了三個(gè)隊(duì)列：prequeue、backlog、receive＿queue，分別為預(yù)處理隊(duì)列，后備隊(duì)列和接收隊(duì)列，在連接建立后，若沒(méi)有數(shù)據(jù)到來(lái)，接收隊(duì)列為空，進(jìn)程會(huì)在sk＿busy＿loop函數(shù)內(nèi)循環(huán)等待，知道接收隊(duì)列不為空，并調(diào)用函數(shù)數(shù)skb＿copy＿datagram＿msg將接收到的數(shù)據(jù)拷貝到用戶態(tài)，實(shí)際調(diào)用的是＿＿skb＿datagram＿iter，這里同樣用了struct msghdr ＊msg來(lái)實(shí)現(xiàn)。＿＿skb＿datagram＿iter函數(shù)如下：

int ＿＿skb＿datagram＿iter（const struct sk＿buff ＊skb， int offset，
struct iov＿iter ＊to， int len， bool fault＿short，
           size＿t （＊cb）（const void ＊， size＿t， void ＊， struct iov＿iter ＊），
           void ＊data）
｛
int start ＝ skb＿h(yuǎn)eadlen（skb）；
int i， copy ＝ start － offset， start＿off ＝ offset， n；
struct sk＿buff ＊frag＿iter；
拷貝tcp頭部
if （copy ＞ 0） ｛
if （copy ＞ len）
copy ＝ len；
       n ＝ cb（skb－＞data ＋ offset， copy， data， to）；
       offset ＋＝ n；
if （n �。� copy）
goto short＿copy；
if （（len －＝ copy） ＝＝ 0）
return 0；
   ｝
拷貝數(shù)據(jù)部分
for （i ＝ 0； i ＜ skb＿shinfo（skb）－＞nr＿frags； i＋＋） ｛
int end；
const skb＿frag＿t ＊frag ＝ ＆skb＿shinfo（skb）－＞frags［i］；
       WARN＿ON（start ＞ offset ＋ len）；
       end ＝ start ＋ skb＿frag＿size（frag）；
if （（copy ＝ end － offset） ＞ 0） ｛
struct page ＊page ＝ skb＿frag＿page（frag）；
           u8 ＊vaddr ＝ kmap（page）；
if （copy ＞ len）
copy ＝ len；
           n ＝ cb（vaddr ＋ frag－＞page＿offset ＋
               offset － start， copy， data， to）；
           kunmap（page）；
           offset ＋＝ n；
if （n �。� copy）
goto short＿copy；
if （�。╨en －＝ copy））
return 0；
       ｝
       start ＝ end；
   ｝

拷貝完成后，函數(shù)返回，整個(gè)接收的過(guò)程也就完成了。
用一張函數(shù)間的相互調(diào)用圖可以表示：

通過(guò)gdb調(diào)試驗(yàn)證如下：

Breakpoint 1， ＿＿sys＿recvfrom （fd＝5， ubuf＝0x7ffd9428d960， size＝1024， flags＝0，
addr＝0x0 ＜fixed＿percpu＿data＞， addr＿len＝0x0 ＜fixed＿percpu＿data＞）
at net／socket．c：1990
1990    ｛
（gdb） c
Continuing．
Breakpoint 2， sock＿recvmsg （sock＝0xffff888006df1900， msg＝0xffffc900001f7e28，
flags＝0） at net／socket．c：891
891    ｛
（gdb） c
Continuing．
Breakpoint 3， tcp＿recvmsg （sk＝0xffff888006479100， msg＝0xffffc900001f7e28，
len＝1024， nonblock＝0， flags＝0， addr＿len＝0xffffc900001f7df4）
at net／ipv4／tcp．c：1933
1933    ｛
（gdb） cBreakpoint 1， ＿＿sys＿recvfrom （fd＝5， ubuf＝0x7ffd9428d960， size＝1024， flags＝0，
addr＝0x0 ＜fixed＿percpu＿data＞， addr＿len＝0x0 ＜fixed＿percpu＿data＞）
at net／socket．c：1990
1990    ｛
（gdb） c
Continuing．
Breakpoint 2， sock＿recvmsg （sock＝0xffff888006df1900， msg＝0xffffc900001f7e28，
flags＝0） at net／socket．c：891
891    ｛
（gdb） c
Continuing．
Breakpoint 3， tcp＿recvmsg （sk＝0xffff888006479100， msg＝0xffffc900001f7e28，
len＝1024， nonblock＝0， flags＝0， addr＿len＝0xffffc900001f7df4）
at net／ipv4／tcp．c：1933
1933    ｛
（gdb） c
Continuing．
Breakpoint 4， ＿＿skb＿datagram＿iter （skb＝0xffff8880068714e0， offset＝0，
to＝0xffffc900001efe38， len＝2， fault＿short＝false，
cb＝0xffffffff817ff860 ＜simple＿copy＿to＿iter＞， data＝0x0 ＜fixed＿percpu＿data＞）
at net／core／datagram．c：414
414    ｛

符合我們之前的分析。

5 IP層流程

5．1 發(fā)送端

網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)就是選擇合適的網(wǎng)間路由和交換結(jié)點(diǎn)， 確保數(shù)據(jù)及時(shí)傳送。網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)鏈路層提供的幀組成數(shù)據(jù)包，包中封裝有網(wǎng)絡(luò)層包頭，其中含有邏輯地址信息－ －源站點(diǎn)和目的站點(diǎn)地址的網(wǎng)絡(luò)地址。其主要任務(wù)包括 （1）路由處理，即選擇下一跳 （2）添加 IP header（3）計(jì)算 IP header checksum，用于檢測(cè) IP 報(bào)文頭部在傳播過(guò)程中是否出錯(cuò) （4）可能的話，進(jìn)行 IP 分片（5）處理完畢，獲取下一跳的 MAC 地址，設(shè)置鏈路層報(bào)文頭，然后轉(zhuǎn)入鏈路層處理。

IP 頭：

IP 棧基本處理過(guò)程如下圖所示：

首先，ip＿queue＿xmit（skb）會(huì)檢查skb－＞dst路由信息。如果沒(méi)有，比如套接字的第一個(gè)包，就使用ip＿route＿output（）選擇一個(gè)路由。

接著，填充IP包的各個(gè)字段，比如版本、包頭長(zhǎng)度、TOS等。

中間的一些分片等，可參閱相關(guān)文檔。基本思想是，當(dāng)報(bào)文的長(zhǎng)度大于mtu，gso的長(zhǎng)度不為0就會(huì)調(diào)用 ip＿fragment 進(jìn)行分片，否則就會(huì)調(diào)用ip＿finish＿output2把數(shù)據(jù)發(fā)送出去。ip＿fragment 函數(shù)中，會(huì)檢查 IP＿DF 標(biāo)志位，如果待分片IP數(shù)據(jù)包禁止分片，則調(diào)用 icmp＿send（）向發(fā)送方發(fā)送一個(gè)原因?yàn)樾枰�分片而設(shè)置了不分片標(biāo)志的目的不可達(dá)ICMP報(bào)文，并丟棄報(bào)文，即設(shè)置IP狀態(tài)為分片失敗，釋放skb，返回消息過(guò)長(zhǎng)錯(cuò)誤碼。

接下來(lái)就用 ip＿finish＿ouput2 設(shè)置鏈路層報(bào)文頭了。如果，鏈路層報(bào)頭緩存有（即hh不為空），那就拷貝到skb里。如果沒(méi)，那么就調(diào)用neigh＿resolve＿output，使用 ARP 獲取。

具體代碼分析如下：

入口函數(shù)是ip＿queue＿xmit，函數(shù)如下：

發(fā)現(xiàn)調(diào)用了＿＿ip＿queue＿xmit函數(shù)：

發(fā)現(xiàn)調(diào)用了skb＿rtable函數(shù)，實(shí)際上是開(kāi)始找路由緩存，繼續(xù)看：

發(fā)現(xiàn)調(diào)用ip＿local＿out進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送：

發(fā)現(xiàn)調(diào)用＿＿ip＿local＿out函數(shù)：

發(fā)現(xiàn)返回一個(gè)nf＿h(yuǎn)ook函數(shù)，里面調(diào)用了dst＿output，這個(gè)函數(shù)實(shí)質(zhì)上是調(diào)用ip＿finish＿＿output函數(shù)：

發(fā)現(xiàn)調(diào)用＿＿ip＿finish＿output函數(shù)：

如果分片就調(diào)用ip＿fragment，否則就調(diào)用IP＿finish＿output2函數(shù)：

在構(gòu)造好 ip 頭，檢查完分片之后，會(huì)調(diào)用鄰居子系統(tǒng)的輸出函數(shù) neigh＿output 進(jìn)行輸 出。neigh＿output函數(shù)如下：

輸出分為有二層頭緩存和沒(méi)有兩種情況，有緩存時(shí)調(diào)用 neigh＿h(yuǎn)h＿output 進(jìn)行快速輸 出，沒(méi)有緩存時(shí)，則調(diào)用鄰居子系統(tǒng)的輸出回調(diào)函數(shù)進(jìn)行慢速輸出。這個(gè)函數(shù)如下：

最后調(diào)用dev＿queue＿xmit函數(shù)進(jìn)行向鏈路層發(fā)送包，到此結(jié)束。gdb驗(yàn)證如下：

5．2 接收端

IP 層的入口函數(shù)在 ip＿rcv 函數(shù)。該函數(shù)首先會(huì)做包括 package checksum 在內(nèi)的各種檢查，如果需要的話會(huì)做 IP defragment（將多個(gè)分片合并），然后 packet 調(diào)用已經(jīng)注冊(cè)的 Pre－routing netfilter hook ，完成后最終到達(dá) ip＿rcv＿finish 函數(shù)。

ip＿rcv＿finish 函數(shù)會(huì)調(diào)用 ip＿router＿input 函數(shù)，進(jìn)入路由處理環(huán)節(jié)。它首先會(huì)調(diào)用 ip＿route＿input 來(lái)更新路由，然后查找 route，決定該 package 將會(huì)被發(fā)到本機(jī)還是會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)還是丟棄：

如果是發(fā)到本機(jī)的話，調(diào)用 ip＿local＿deliver 函數(shù)，可能會(huì)做 de－fragment（合并多個(gè) IP packet），然后調(diào)用 ip＿local＿deliver 函數(shù)。該函數(shù)根據(jù) package 的下一個(gè)處理層的 protocal number，調(diào)用下一層接口，包括 tcp＿v4＿rcv （TCP）， udp＿rcv （UDP），icmp＿rcv （ICMP），igmp＿rcv（IGMP）。對(duì)于 TCP 來(lái)說(shuō)，函數(shù) tcp＿v4＿rcv 函數(shù)會(huì)被調(diào)用，從而處理流程進(jìn)入 TCP 棧。

如果需要轉(zhuǎn)發(fā) （forward），則進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)流程。該流程需要處理 TTL，再調(diào)用 dst＿input 函數(shù)。該函數(shù)會(huì)

（1）處理 Netfilter Hook

（2）執(zhí)行 IP fragmentation

（3）調(diào)用 dev＿queue＿xmit，進(jìn)入鏈路層處理流程。

接收相對(duì)簡(jiǎn)單，入口在ip＿rcv，這個(gè)函數(shù)如下：

里面調(diào)用ip＿rcv＿finish函數(shù)：

發(fā)現(xiàn)調(diào)用dst＿input函數(shù)，實(shí)際上是調(diào)用ip＿local＿deliver函數(shù)：

如果分片，就調(diào)用ip＿defrag函數(shù)，沒(méi)有則調(diào)用ip＿local＿deliver＿finish函數(shù)：

發(fā)現(xiàn)調(diào)用ip＿protocol＿deliver＿rcu函數(shù)：

調(diào)用完畢之后進(jìn)入tcp棧，調(diào)用完畢，通過(guò)gdb驗(yàn)證如下：