导航:首页 > 编程系统 > linux接收队列

linux接收队列

发布时间:2023-05-07 22:41:15

『壹』 linux为什么单进程网络跑不满

linux单进程网络不能满负荷运行的原因主要有以下几点迅扒:
1、Linux内核限制了单个进程拥有的最大文件描述符数量,导致单进程无法处理过多的连接;
2、Linux网络子系统使用了单槽接收灶巧队列,这意味着每个CPU核心只能处理一个网络中断,当网络中断数量较多时,单CPU核心就无法满足处理能力;
3、Linux网络子系统会受到内核版本、硬件设备驱动程序和系统参数的影响,当这些参数不合理时,会影响网络性能,从亩辩昌而降低单进程的网络负载能力。

『贰』 linux 消息队列接收端如何知道有消息过来了

好像没抄有判断消息队列是否有消袭息可读的机制(不像网络的select可通过结果得到可读可写的socket状态),你只要用msgrcv()循环去读取就好了 如果消息有类型 可以根据特定的类型去读,不设置类型去读的话就会读走队列的第一条,队列的消息读取之后就从队列里面移出了。

『叁』 Linux程序设计:关于消息队列 题目:编写两程序,程序1从消息队列接收消息,程序2则发送消息

我的作业,你凑合着用吧
//msgq_send.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/msg.h>

#define MAXSIZE 256

int main(int argc, char *argv[])
{
if (argc < 2)
{
printf("Error args\n");
return -1;
}

int msgid;

msgid = msgget((key_t)2000, IPC_CREAT | 0644);
if (msgid == -1)
{
printf("msgget error\n");
return -1;
}

if (msgsnd(msgid, (void *)argv[1], MAXSIZE, 0) == -1)
{
printf("msgsnd error\n");
return -1;
}

return 0;
}

//msgq_recv.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/msg.h>

#define MAXSIZE 256

int main(void)
{
int msgid;
int msgsize;
char buff[MAXSIZE];

msgid = msgget((key_t)2000, IPC_CREAT | 0644);
if (msgid == -1)
{
printf("msgget error\n");
return -1;
}

msgsize = msgrcv(msgid, (void *)&buff, MAXSIZE, 0, 0);
if (msgsize == -1)
{
printf("msgrcv error\n");
return -1;
}

printf("%s\n", buff);

return 0;
}

//Makefile
TARGET := msgq_send msgq_recv
CC := gcc
CFLAGS := -Wall -g

all: msgq_send msgq_recv

msgq_send: msgq_send.o
$(CC) $(CFLAGS) $^ -o $@

msgq_recv: msgq_recv.o
$(CC) $(CFLAGS) $^ -o $@

clean:
rm -fr *.o $(TARGET)

.PHONY :clean

『肆』 关于 Linux 网络,你必须知道这些

我们一起学习了文件系统和磁盘 I/O 的工作原理,以及相应的性能分析和优化方法。接下来,我们将进入下一个重要模块—— Linux 的网络子系统。

由于网络处理的流程最复杂,跟我们前面讲到的进程调度、中断处理、内存管理以及 I/O 等都密不可分,所以,我把网络模块作为最后一个资源模块来讲解。

同 CPU、内存以及 I/O 一样,网络也是 Linux 系统最核心的功能。网络是一种把不同计算机或网络设备连接到一起的技术,它本质上是一种进程间通信方式,特别是跨系统的进程间通信,必须要通过网络才能进行。随着高并发、分布式、云计算、微服务等技术的普及,网络的性能也变得越来越重要。

说到网络,我想你肯定经常提起七层负载均衡、四层负载均衡,或者三层设备、二层设备等等。那么,这里说的二层、三层、四层、七层又都是什么意思呢?

实际上,这些层都来自国际标准化组织制定的开放式系统互联通信参考模型(Open System Interconnection Reference Model),简称为 OSI 网络模型。

但是 OSI 模型还是太复杂了,也没能提供一个可实现的方法。所以,在 Linux 中,我们实际上使用的是另一个更实用的四层模型,即 TCP/IP 网络模型。

TCP/IP 模型,把网络互联的框架分为应用层、传输层、网络层、网络接口层等四层,其中,

为了帮你更形象理解 TCP/IP 与 OSI 模型的关系,我画了一张图,如下所示:

当然了,虽说 Linux 实际按照 TCP/IP 模型,实现了网络协议栈,但在平时的学习交流中,我们习惯上还是用 OSI 七层模型来描述。比如,说到七层和四层负载均衡,对应的分别是 OSI 模型中的应用层和传输层(而它们对应到 TCP/IP 模型中,实际上是四层和三层)。

OSI引入了服务、接口、协议、分层的概念,TCP/IP借鉴了OSI的这些概念建立TCP/IP模型。

OSI先有模型,后有协议,先有标准,后进行实践;而TCP/IP则相反,先有协议和应用再提出了模型,且是参照的OSI模型。

OSI是一种理论下的模型,而TCP/IP已被广泛使用,成为网络互联事实上的标准。

有了 TCP/IP 模型后,在进行网络传输时,数据包就会按照协议栈,对上一层发来的数据进行逐层处理;然后封装上该层的协议头,再发送给下一层。

当然,网络包在每一层的处理逻辑,都取决于各层采用的网络协议。比如在应用层,一个提供 REST API 的应用,可以使用 HTTP 协议,把它需要传输的 JSON 数据封装到 HTTP 协议中,然后向下传递给 TCP 层。

而封装做的事情就很简单了,只是在原来的负载前后,增加固定格式的元数据,原始的负载数据并不会被修改。

比如,以通过 TCP 协议通信的网络包为例,通过下面这张图,我们可以看到,应用程序数据在每个层的封装格式。

这些新增的头部和尾部,增加了网络包的大小,但我们都知道,物理链路中并不能传输任意大小的数据包。网络接口配置的最大传输单元(MTU),就规定了最大的 IP 包大小。在我们最常用的以太网中,MTU 默认值是 1500(这也是 Linux 的默认值)。

一旦网络包超过 MTU 的大小,就会在网络层分片,以保证分片后的 IP 包不大于 MTU 值。显然,MTU 越大,需要的分包也就越少,自然,网络吞吐能力就越好。

理解了 TCP/IP 网络模型和网络包的封装原理后,你很容易能想到,Linux 内核中的网络栈,其实也类似于 TCP/IP 的四层结构。如下图所示,就是 Linux 通用 IP 网络栈的示意图:

我们从上到下来看这个网络栈,你可以发现,

这里我简单说一下网卡。网卡是发送和接收网络包的基本设备。在系统启动过程中,网卡通过内核中的网卡驱动程序注册到系统中。而在网络收发过程中,内核通过中断跟网卡进行交互。

再结合前面提到的 Linux 网络栈,可以看出,网络包的处理非常复杂。所以,网卡硬中断只处理最核心的网卡数据读取或发送,而协议栈中的大部分逻辑,都会放到软中断中处理。

我们先来看网络包的接收流程。

当一个网络帧到达网卡后,网卡会通过 DMA 方式,把这个网络包放到收包队列中;然后通过硬中断,告诉中断处理程序已经收到了网络包。

接着,网卡中断处理程序会为网络帧分配内核数据结构(sk_buff),并将其拷贝到 sk_buff 缓冲区中;然后再通过软中断,通知内核收到了新的网络帧。

接下来,内核协议栈从缓冲区中取出网络帧,并通过网络协议栈,从下到上逐层处理这个网络帧。比如,

最后,应用程序就可以使用 Socket 接口,读取到新接收到的数据了。

为了更清晰表示这个流程,我画了一张图,这张图的左半部分表示接收流程,而图中的粉色箭头则表示网络包的处理路径。

了解网络包的接收流程后,就很容易理解网络包的发送流程。网络包的发送流程就是上图的右半部分,很容易发现,网络包的发送方向,正好跟接收方向相反。

首先,应用程序调用 Socket API(比如 sendmsg)发送网络包。

由于这是一个系统调用,所以会陷入到内核态的套接字层中。套接字层会把数据包放到 Socket 发送缓冲区中。

接下来,网络协议栈从 Socket 发送缓冲区中,取出数据包;再按照 TCP/IP 栈,从上到下逐层处理。比如,传输层和网络层,分别为其增加 TCP 头和 IP 头,执行路由查找确认下一跳的 IP,并按照 MTU 大小进行分片。

分片后的网络包,再送到网络接口层,进行物理地址寻址,以找到下一跳的 MAC 地址。然后添加帧头和帧尾,放到发包队列中。这一切完成后,会有软中断通知驱动程序:发包队列中有新的网络帧需要发送。

最后,驱动程序通过 DMA ,从发包队列中读出网络帧,并通过物理网卡把它发送出去。

多台服务器通过网卡、交换机、路由器等网络设备连接到一起,构成了相互连接的网络。由于网络设备的异构性和网络协议的复杂性,国际标准化组织定义了一个七层的 OSI 网络模型,但是这个模型过于复杂,实际工作中的事实标准,是更为实用的 TCP/IP 模型。

TCP/IP 模型,把网络互联的框架,分为应用层、传输层、网络层、网络接口层等四层,这也是 Linux 网络栈最核心的构成部分。

我结合网络上查阅的资料和文章中的内容,总结了下网卡收发报文的过程,不知道是否正确:

当发送数据包时,与上述相反。链路层将数据包封装完毕后,放入网卡的DMA缓冲区,并调用系统硬中断,通知网卡从缓冲区读取并发送数据。

了解 Linux 网络的基本原理和收发流程后,你肯定迫不及待想知道,如何去观察网络的性能情况。具体而言,哪些指标可以用来衡量 Linux 的网络性能呢?

实际上,我们通常用带宽、吞吐量、延时、PPS(Packet Per Second)等指标衡量网络的性能。

除了这些指标,网络的可用性(网络能否正常通信)、并发连接数(TCP 连接数量)、丢包率(丢包百分比)、重传率(重新传输的网络包比例)等也是常用的性能指标。

分析网络问题的第一步,通常是查看网络接口的配置和状态。你可以使用 ifconfig 或者 ip 命令,来查看网络的配置。我个人更推荐使用 ip 工具,因为它提供了更丰富的功能和更易用的接口。

以网络接口 eth0 为例,你可以运行下面的两个命令,查看它的配置和状态:

你可以看到,ifconfig 和 ip 命令输出的指标基本相同,只是显示格式略微不同。比如,它们都包括了网络接口的状态标志、MTU 大小、IP、子网、MAC 地址以及网络包收发的统计信息。

第一,网络接口的状态标志。ifconfig 输出中的 RUNNING ,或 ip 输出中的 LOWER_UP ,都表示物理网络是连通的,即网卡已经连接到了交换机或者路由器中。如果你看不到它们,通常表示网线被拔掉了。

第二,MTU 的大小。MTU 默认大小是 1500,根据网络架构的不同(比如是否使用了 VXLAN 等叠加网络),你可能需要调大或者调小 MTU 的数值。

第三,网络接口的 IP 地址、子网以及 MAC 地址。这些都是保障网络功能正常工作所必需的,你需要确保配置正确。

第四,网络收发的字节数、包数、错误数以及丢包情况,特别是 TX 和 RX 部分的 errors、dropped、overruns、carrier 以及 collisions 等指标不为 0 时,通常表示出现了网络 I/O 问题。其中:

ifconfig 和 ip 只显示了网络接口收发数据包的统计信息,但在实际的性能问题中,网络协议栈中的统计信息,我们也必须关注。你可以用 netstat 或者 ss ,来查看套接字、网络栈、网络接口以及路由表的信息。

我个人更推荐,使用 ss 来查询网络的连接信息,因为它比 netstat 提供了更好的性能(速度更快)。

比如,你可以执行下面的命令,查询套接字信息:

netstat 和 ss 的输出也是类似的,都展示了套接字的状态、接收队列、发送队列、本地地址、远端地址、进程 PID 和进程名称等。

其中,接收队列(Recv-Q)和发送队列(Send-Q)需要你特别关注,它们通常应该是 0。当你发现它们不是 0 时,说明有网络包的堆积发生。当然还要注意,在不同套接字状态下,它们的含义不同。

当套接字处于连接状态(Established)时,

当套接字处于监听状态(Listening)时,

所谓全连接,是指服务器收到了客户端的 ACK,完成了 TCP 三次握手,然后就会把这个连接挪到全连接队列中。这些全连接中的套接字,还需要被 accept() 系统调用取走,服务器才可以开始真正处理客户端的请求。

与全连接队列相对应的,还有一个半连接队列。所谓半连接是指还没有完成 TCP 三次握手的连接,连接只进行了一半。服务器收到了客户端的 SYN 包后,就会把这个连接放到半连接队列中,然后再向客户端发送 SYN+ACK 包。

类似的,使用 netstat 或 ss ,也可以查看协议栈的信息:

这些协议栈的统计信息都很直观。ss 只显示已经连接、关闭、孤儿套接字等简要统计,而 netstat 则提供的是更详细的网络协议栈信息。

比如,上面 netstat 的输出示例,就展示了 TCP 协议的主动连接、被动连接、失败重试、发送和接收的分段数量等各种信息。

接下来,我们再来看看,如何查看系统当前的网络吞吐量和 PPS。在这里,我推荐使用我们的老朋友 sar,在前面的 CPU、内存和 I/O 模块中,我们已经多次用到它。

给 sar 增加 -n 参数就可以查看网络的统计信息,比如网络接口(DEV)、网络接口错误(EDEV)、TCP、UDP、ICMP 等等。执行下面的命令,你就可以得到网络接口统计信息:

这儿输出的指标比较多,我来简单解释下它们的含义。

其中,Bandwidth 可以用 ethtool 来查询,它的单位通常是 Gb/s 或者 Mb/s,不过注意这里小写字母 b ,表示比特而不是字节。我们通常提到的千兆网卡、万兆网卡等,单位也都是比特。如下你可以看到,我的 eth0 网卡就是一个千兆网卡:

其中,Bandwidth 可以用 ethtool 来查询,它的单位通常是 Gb/s 或者 Mb/s,不过注意这里小写字母 b ,表示比特而不是字节。我们通常提到的千兆网卡、万兆网卡等,单位也都是比特。如下你可以看到,我的 eth0 网卡就是一个千兆网卡:

我们通常使用带宽、吞吐量、延时等指标,来衡量网络的性能;相应的,你可以用 ifconfig、netstat、ss、sar、ping 等工具,来查看这些网络的性能指标。

小狗同学问到: 老师,您好 ss —lntp 这个 当session处于listening中 rec-q 确定是 syn的backlog吗?
A: Recv-Q为全连接队列当前使用了多少。 中文资料里这个问题讲得最明白的文章: https://mp.weixin.qq.com/s/yH3PzGEFopbpA-jw4MythQ

看了源码发现,这个地方讲的有问题.关于ss输出中listen状态套接字的Recv-Q表示全连接队列当前使用了多少,也就是全连接队列的当前长度,而Send-Q表示全连接队列的最大长度

『伍』 Linux网络 - 数据包在内核中接收和发送的过程(转)

本文将介绍在Linux系统中, 数据包是如何一步一步从网卡传到进程手中的 以及 数据包是如何一步一步从应用程序到网卡并最终发送出去的

如果英文没有问题,强烈建议阅读后面参考里的文章,里面介绍的更详细。

本文只讨论以太网的物理网卡,不涉及虚拟设备,并且以一个UDP包的接收过程作为示例.

网卡需要有驱动才能工作,驱动是加载到内核中的模块,负责衔接网卡和内核的网络模块,驱动在加载的时候将自己注册进网络模块,当相应的网卡收到数据包时,网络模块会调用相应的驱动程序处理数据。

下图展示了数据包(packet)如何进入内存,并被内核的网络模块开始处理:

软中断会触发内核网络模块中的软中断处理函数,后续流程如下

由于是UDP包,所以第一步会进入IP层,然后一级一级的函数往下调:

应用层一般有两种方式接收数据,一种是recvfrom函数阻塞在那里等着数据来,这种情况下当socket收到通知后,recvfrom就会被唤醒,然后读取接收队列的数据;另一种是通过epoll或者select监听相应的socket,当收到通知后,再调用recvfrom函数去读取接收队列的数据。两种情况都能正常的接收到相应的数据包。

了解数据包的接收流程有助于帮助我们搞清楚我们可以在哪些地方监控和修改数据包,哪些情况下数据包可能被丢弃,为我们处理网络问题提供了一些参考,同时了解netfilter中相应钩子的位置,对于了解iptables的用法有一定的帮助,同时也会帮助我们后续更好的理解Linux下的网络虚拟设备。

ndo_start_xmit会绑定到具体网卡驱动的相应函数,到这步之后,就归网卡驱动管了,不同的网卡驱动有不同的处理方式,这里不做详细介绍,其大概流程如下:

在网卡驱动发送数据包过程中,会有一些地方需要和netdevice子系统打交道,比如网卡的队列满了,需要告诉上层不要再发了,等队列有空闲的时候,再通知上层接着发数据。

『陆』 Linux 消息队列长度处理

问题:

在Linux 系统中通过消息队列进行进程间的通讯时,只要定义的BufSize小于1024,队列就能正常读写,当Size定义大于1024时,队列就无法成功。

处理步骤:

SystemV的消息队列

/etc/sysctl.conf

修改

kernel.msgmni=1000

kernel.msgmax=81920

kernel.msgmnb=163840

msgmni为MSGMNI,即系统的消息队列数目。平台每个DTA需要使用3个消息队列,即最大DTA数为1000/3。该参数应该比平台最大队列个数参数配置大。

msgmax为MSGMAX,即一个消息的字节大小。目前扩展值为8k,平台一个交易消息为4个字节,不会超过限制。

msgmnb为MSGMNB,即队列存放消息的总字节数。

POSIX消息队列

修改

fs.mqueue.msg_max=1000  <-消息个数

fs. mqueue. msgsize_max=8192 <-消息长度

另外操作系统对文件大小的限制ulimit -q你可以看到POSIX消息队列的最大容量

cat /proc/sys/kernel/msgmax

cat /proc/sys/kernel/msgmni

cat /proc/sys/kernel/msgmnb

『柒』 linux 消息队列进程通信问题,能发送消息,但接收时接收不到,停在那里等,请指导下

可定义一个大的char buff[2048] 大于sizeof(msg2)就行,试试

(msgrcv(iMsgid2, buff, iType, 100, 0) == -1

『捌』 请教一个关于linux消息队列的问题

一般使用步骤:

1. 用ftok产生一个key。

2. 调用msgget(使用key作为参数)产生一个队列

3. 进程可以用msgsnd发送消息到这个队列,相应的别的进程用msgrcv读取。

这里需要注意msgsnd可能会失败的两个情况:

a) 可能被中断打断(包括msgsnd和msgrcv). 尤其是大流量应用中更容易出现. 比较安全的用法是判断操作是否被中断打断,如果被打断, 则需要继续尝试。

b) 消息队列满。产生这个错误,则需要考虑提高系统消息队列规格,或者查看消息接收处是否有问题

4. msgctl函数可以用来删除消息队列
消息队列产生之后,除非明确的删除(可以用),产生的队列会一直保留在系统中。linux下消息队列的个数是有限的,注意不要泄露。如果 使用已经达到上限,msgget调用会失败,产生的错误码对应的提示信息为no space left on device.

注意点:

1.消息的类型 mtype 不需为非0值。如果使用0,则msgsnd会失败,并得到”Invalid argument“错误。

2.msgflg为0表示阻塞等待,如果msgflg为IPC_NOWAIT表示非阻塞。

3.最好使用root权限执行消息队列,否则msgrcv 提示 "Permission denied"。

『玖』 Linux系统编程—消息队列

消息队列本质上是位于内核空间的链表,链表的每个节点都是一条消息。每一条消息都有自己的消息类型,消息类型用整数来表示,而且必须大于 0。每种类型的消息都被对应的链表所维护:

其中数字 1 表示类型为 1 的消息,数字2、3、4 类似。彩色块表示消息数据,它们被挂在对应类型的链表上。

值得注意的是,刚刚说过没有消息类型为 0 的消息,实际上,消息类型为 0 的链表记录了所有消息加入队列的顺序,其中红色箭头表示消息加入的顺序。

无论你是发送还是接收消息,消息的格式都必须按照规范来。简单的说,它一般长成下面这个样子:

所以,只要你保证首4字节(32 位 linux 下的 long)是一个整数就行了。
举个例子:

从上面可以看出,正文部分是什么数据类型都没关系,因为消息队列传递的是 2 进制数据,不一定非得是文本。

msgsnd 函数用于将数据发送到消息队列。如果该函数被信号打断,会设置 errno 为 EINTR。

参数 msqid:ipc 内核对象 id
参数 msgp:消息数据地址
参数 msgsz:消息正文部分的大小(不包含消息类型)
参数 msgflg:可选项
该值为 0:如果消息队列空间不够,msgsnd 会阻塞。
IPC_NOWAIT:直接返回,如果空间不够,会设置 errno 为 EAGIN.

返回值:0 表示成功,-1 失败并设置 errno。

msgrcv 函数从消息队列取出消息后,并将其从消息队列里删除。

参数 msqid:ipc 内核对象 id
参数 msgp:用来接收消息数据地址
参数 msgsz:消息正文部分的大小(不包含消息类型)
参数 msgtyp:指定获取哪种类型的消息

msgtyp = 0:获取消息队列中的第一条消息
msgtyp > 0:获取类型为 msgtyp 的第一条消息,除非指定了 msgflg 为MSG_EXCEPT,这表示获取除了 msgtyp 类型以外的第一条消息。
msgtyp < 0:获取类型 ≤|msgtyp|≤|msgtyp| 的第一条消息。
参数 msgflg:可选项。
如果为 0 表示没有消息就阻塞。
IPC_NOWAIT:如果指定类型的消息不存在就立即返回,同时设置 errno 为 ENOMSG
MSG_EXCEPT:仅用于 msgtyp > 0 的情况。表示获取类型不为 msgtyp 的消息
MSG_NOERROR:如果消息数据正文内容大于 msgsz,就将消息数据截断为 msgsz

程序 msg_send 和 msg_recv 分别用于向消息队列发送数据和接收数据。

msg_send 程序定义了一个结构体 Msg,消息正文部分是结构体 Person。该程序向消息队列发送了 10 条消息。
msg_send.c

程序 msg_send 第一次运行完后,内核中的消息队列大概像下面这样:

msg_recv 程序接收一个参数,表示接收哪种类型的消息。比如./msg_recv 4 表示接收类型为 4 的消息,并打印在屏幕

先运行 msg_send,再运行 msg_recv。
接收所有消息

接收类型为 4 的消息

获取和设置消息队列的属性

msqid:消息队列标识符
cmd:控制指令
IPC_STAT:获得msgid的消息队列头数据到buf中
IPC_SET:设置消息队列的属性,要设置的属性需先存储在buf中,可设置的属性包括:msg_perm.uid、msg_perm.gid、msg_perm.mode以及msg_qbytes
buf:消息队列管理结构体。

返回值:
成功:0
出错:-1,错误原因存于error中
EACCESS:参数cmd为IPC_STAT,确无权限读取该消息队列
EFAULT:参数buf指向无效的内存地址
EIDRM:标识符为msqid的消息队列已被删除
EINVAL:无效的参数cmd或msqid
EPERM:参数cmd为IPC_SET或IPC_RMID,却无足够的权限执行

阅读全文

与linux接收队列相关的资料

热点内容
怎么把网站打包成苹果手机 浏览:913
补丁在哪个文件夹 浏览:170
类似安全文件的软件 浏览:723
为什么编程要学这门语言 浏览:678
网卡的配置文件目录 浏览:960
计算器单片机编程叫什么 浏览:736
网站编辑需要会什么 浏览:622
单片机程序计数器的功能 浏览:917
网络摄像头怎么接虚拟储存器 浏览:84
好压IMG压缩文件转换成光盘 浏览:588
前端json格式如何排序 浏览:821
ocx实现选择保存文件 浏览:986
office2007教程免费下载 浏览:489
pop编程是什么 浏览:760
三星升级系统联接失败 浏览:929
微信忘记独立密码 浏览:555
spike如何编程 浏览:503
javajlabel位置 浏览:728
如何用大数据做企业 浏览:656
复合编程用什么软件最好 浏览:505

友情链接