本文详解 Linux 内核的网络协议栈工作原理，适用于学习参考。基于版本 1.2.13 和 2.6.32，理解数据报文的封装与分用至关重要。
数据包在传输过程中，首先由应用程序通过 TCP 协议发送，经过内核网络协议栈逐层处理，形成 TCP 报文段，再变为 IP 数据报，最终以帧形式通过以太网传输。接收端则通过从底向上解析帧，逐层去掉协议首部，进行分用，确定接收数据的上层协议。
内核初始化流程从arch/mips/kernel/head.S开始，经过一系列初始化函数，如内存、中断、设备等，最终调用 socket_init() 初始化协议栈，包括设备无关层的dev_init()，确保硬件层与网络协议层的衔接。
在收包流程中，硬件层接收到数据后，中断服务子程序将数据复制到内核空间，通过netif_rx()传递给协议层处理。例如，TCP 数据包通过tcp_rcv()解析并匹配到正确的sock结构体，将数据包存储到用户空间。
发包流程涉及套接字创建和数据包发送，用户空间通过系统调用接口与协议无关层交互，最终数据包通过协议栈传递到硬件层发送出去。
② linux下 C++ 使用 epoll 实现高性能的tcpserver
实现高性能的TCP服务器时，Linux系统提供了多种多路复用技术，如select、poll、epoll等。虽然每种技术都有其特点和适用场景，但epoll在高并发场景下性能最优，这也使得它在众多服务器软件中被广泛应用，如著名的Nginx。本文将聚焦于如何使用epoll来构建一个高性能的TCP服务器，旨在提供一个易于理解的指南，帮助读者掌握epoll的使用方法，而无需深入探讨其底层原理。
首先，需要明确的是，epoll是Linux内核提供的系统调用功能，因此，它在Windows系统上不可用。如果读者对在Windows中实现类似功能感兴趣，欢迎分享相关经验。
为了实现TCP服务器，我们需要使用epoll提供的三个关键函数。同时，需要准备了解epoll的两种事件模型：Level Triggered (LT) 和 Edge Triggered (ET)。在设置socket为非阻塞模式时，可以通过以下步骤操作：
c
int flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK);
在编写代码前，请确保引入相应的头文件。
接着，我们需要简要了解epoll的工作原理。虽然本文不涉及过深的底层技术，但可以通过示意图来直观理解epoll的工作流程。epoll可以被视为操作系统提供的一个事件管理容器，通过将自定义的事件结构体（epoll_event）添加到容器中，用户可以指定要监听的事件类型。当容器检测到特定事件发生时，epoll会通过epoll_wait()函数通知用户。
对于简单的epoll实现，我们发现即使未注册可写事件，直接向socket中写入数据也是可行的。这表明在某些情况下，无需在epoll中进行复杂的事件注册。
为了验证这一行为，我们参考了相关资料，并对结果进行了总结。另外，我们还提供了一个面向对象封装的epoll tcpserver 示例代码，该代码已上传至GitHub和码云，供读者进一步研究和使用。
最后，为了简化文章的阅读体验，本文提供了一个简洁的示例代码，展示了如何使用epoll和C/C++语言实现一个简单的TCP服务器。代码示例包含基本的网络连接、事件监听以及数据处理逻辑，为读者提供了实际操作的参考。
③ Linux网络协议之TCP - 首部
Linux网络通信的核心协议TCP，其报文首部是实现复杂功能的关键组成部分。首部中的关键元素包括源端口和目标端口，它们通过16位标识通信双方，总共有2^16个可能的端口号。TCP报文虽然不包含源IP和目标IP，但通过源端口和目标端口可以确定连接的唯一性，这在Wireshark的网络抓包中可见。
序列号是TCP的重要特性，它为每个字节分配一个序列号，确保数据按序传输。例如，一个100KB的HTML文档被分割后，每个TCP报文段都有其特定的序列号，这有助于在数据包乱序时进行重新排序。确认号则用于确认接收方已接收的数据范围。
首部长度和可变的选项字段是TCP头部的细节部分，其中4位用于首部长度，最大长度可达60字节。TCP标志位如SYN、ACK、FIN和RST等，分别表示连接的初始化、确认、结束和重置等操作。
窗口大小用于流量控制，由连接双方共同确定，最大值为65535字节。检验和用于检测数据包的完整性，紧急指针则用于快速传输紧急数据。TCP报文中的可选项部分包含了一些额外的设置，这些是理解TCP工作原理的关键点。
理解TCP首部及其各项参数，有助于深入研究网络通信机制和内核技术。如有兴趣进一步学习，可以加入Linux内核技术交流群获取更多资源，如视频教程和电子书等。