1.Ubuntu22.04上实现GDB+Qemu调试Linux内核网络协议栈的内x内环境配置教程
2.linux Netfilter在网络层的实现详细分析（iptables）
3.深度解析Linux内核协议栈探索网络通信的奥秘linux内核协议栈
4.linux源码解读（三十二）：dpdk原理概述（一）
5.Linux 网络调优：内核网络栈参数篇
6.Linux内核网络栈源代码情景分析内容简介

Ubuntu22.04上实现GDB+Qemu调试Linux内核网络协议栈的环境配置教程

       在Linux内核网络协议栈学习中，仅通过源码分析难以追踪具体函数调用栈。核协核协GDB与Qemu的议栈源码议栈源码结合能有效辅助源码分析。

       现有教程使用的解析是老版本内核（4..）在Centos上编译，然后在Ubuntu上运行，内x内且内核缺少默认网卡。核协核协6868源码网因此，议栈源码议栈源码本文尝试使用Ubuntu.和Linux内核5..版本，解析以解决上述问题并提供研究网络协议栈的内x内完整环境。

       首先，核协核协Linux内核编译与文件系统制作需在root权限下进行。议栈源码议栈源码

       2.1 Linux内核编译

       依赖安装，解析下载包并配置脚本。内x内编译内核并生成所需文件。核协核协

       2.2 启动内存文件系统制作

       安装、议栈源码议栈源码编译、生成内存文件系统，配置inittab与rcS。

       3 Qemu启动内核

       在Qemu中加载编译好的vmlinux、bzImage、rootfs.img文件，启动系统。

       4 支持GDB调试

       启动后程序无任何启动信息，需挂接GDB并执行run命令以正常启动。使用指定参数配置GDB与Qemu。

       5 网络配置

       网络配置依赖个人能力，搭建环境后，可使用GDB跟踪网络栈。

       6 参考资料

       相关文章、教程及更新信息提供内核调试、网络栈研究所需资源。

       更新信息

       新增工具与方法，如pwru、ksnoop、bpftrace、nettrace等，用于更高效地分析网络流程与内核问题。

       更新建议

       推荐使用syzkaller的Qemu启动内核教程，构建包含网络可用的rootfs，并通过fsdev参数共享文件，便于使用。

       总结

       本文提供了一种基于Ubuntu.的XbsjEarthUI源码分析完整环境配置教程，以实现GDB+Qemu调试Linux内核网络协议栈。通过更新的内核版本与网络支持，简化了学习与研究过程，为深入理解内核网络机制提供了便利。

linux Netfilter在网络层的实现详细分析（iptables）

       Linux netfilter在网络层的实现细节分析主要基于Linux内核版本4..0-。

       我绘制了一张Linux内核协议栈网络层netfilter（iptables）的全景图，其中包含了许多内容，以下将详细讲解。

       INGRESS入口钩子是在Linux内核4.2中引入的。与其他netfilter钩子不同，入口钩子附加到特定的网络接口。可以使用带有ingress钩子的nftables来实施非常早期的过滤策略，甚至在prerouting之前生效。请注意，在这个非常早期的阶段，碎片化的数据报尚未重新组装，例如匹配ip saddr和daddr适用于所有ip数据包，但匹配传输层的头部（如udp dport）仅适用于未分段的数据包或第一个片段，因此入口钩子提供了一种替代tc入口过滤的方法，但仍需tc进行流量整形。

       Netfilter/iptables由table、chain和规则组成。

       iptables的链（chain）

       netfilter在网络层安装了5个钩子，对应5个链，还可以通过编写内核模块来扩展这些链的功能。

       ⑴五个链（chain）及对应钩子

       以下是网络层五条链的位置图：

       ①网络数据包的三种流转路径

       ②源码中网络层的5个hook的定义

       include\uapi\linux etfilter_ipv4.h

       在include\uapi\linux etfilter.h中有对应的hook点定义：

       注：在4.2及以上版本内核中又增加了一个hook点NF_NETDEV_INGRESS：

       为NFPROTO_INET系列添加了NF_INET_INGRESS伪钩子。这是将这个新钩子映射到现有的NFPROTO_NETDEV和NF_NETDEV_INGRESS钩子。该钩子不保证数据包仅是inet，用户必须明确过滤掉非ip流量。这种基础结构使得在nf_tables中支持这个新钩子变得更容易。

       iptables的表

       ⑴五张表（table）

       以下是五张表分布在对应链上的图：

       相关视频推荐

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       ⑵源码中IP层的表的定义

       netfilter中的表的定义

       include\linux etfilter\x_tables.h

       网络层各hook点的优先级

       数值越低优先级越高：

       include\uapi\linux etfilter_ipv4.h

       下面我们看下netfilter/iptables的这几张表在内核源码中的定义。

       ①raw表

       源码里RAW_VALID_HOOKS宏可以看出raw表只有NF_INET_PRE_ROUTING、NF_INET_LOCAL_OUT链有效。

       ②mangle表

       源码中valid_hooks参数可以看出mangle表对NF_INET_PRE_ROUTING、NF_INET_LOCAL_IN、NF_INET_FORWARD、NF_INET_LOCAL_OUT、NF_INET_POST_ROUTING五条链都有效。

       ③nat表

       valid_hooks变量可以看出nat表只有NF_INET_PRE_ROUTING、NF_INET_POST_ROUTING、NF_INET_LOCAL_OUT、NF_INET_LOCAL_IN四条链有效。

       ④filter表

       源码中valid_hooks参数可以看出filter表对NF_INET_LOCAL_IN、NF_INET_FORWARD、NF_INET_LOCAL_OUT三条链有效。

       网络层的五张表在内核中对应了五个内核模块：

       3、Netfilter在网络层安装的5个hook点

       下面我们看下网络层的各个hook点安装的位置：

       ⑴、NF_INET_PRE_ROUTING

       它是所有传入数据包到达的第一个hook点，它是在路由子系统中执行查找之前。这个钩子在IPv4的ip_rcv()方法中，在IPv6的ipv6_rcv()方法中。

       ①net\ipv4\ip_input.c

       ②net\ipv4\xfrm4_input.c

       ⑵、NF_INET_LOCAL_IN

       这个钩子在IPv4的ip_local_deliver()方法中，在IPv6的ip6_input()方法中。所有路由到本地主机的数据包都会到达此hook点，它是在首先通过NF_INET_PRE_ROUTING hook点并在路由子系统中执行查找之后进到这里。

       net\ipv4\ip_input.c

       ⑶、NF_INET_FORWARD

       ①net\ipv4\ip_forward.c

       ②net\ipv4\ipmr.c

       ⑷、NF_INET_LOCAL_OUT

       ①net\ipv4\ip_output.c

       ②net\ipv4\raw.c

       ⑸、NF_INET_POST_ROUTING

       net\ipv4\ip_output.c

       以上我们看到xfrm中也有安装相关hook点，这里引用官方资料介绍下什么是xfrm：

       xfrm是IP层的一个框架，用于封装实现IPSec协议。

       简单来说，godot源码研究xfrm就是IP层的一个框架，用于封装实现IPSec协议。

       到此，我们基于源码分析介绍完了Netfilter在网络层的实现。

深度解析Linux内核协议栈探索网络通信的奥秘linux内核协议栈

       近年来，随着互联网的普及和信息技术的不断发展，网络通信的重要性日益凸显。而在网络通信中，协议栈是至关重要的环节。Linux内核协议栈作为Linux操作系统的核心组成部分之一，是实现网络通信的关键组件。本文将详细介绍Linux内核协议栈的结构和工作原理，探索网络通信的奥秘。

       一、Linux内核协议栈的结构

       Linux内核协议栈主要由五个层次组成，分别是应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。

       （1）应用层

       应用层是网络通信的最上层。在Linux内核中，应用层由一系列协议组成，例如HTTP协议、FTP协议、SMTP协议等。这些协议负责处理应用程序与网络的交互过程，将应用程序发送的数据转化为可传输的网络数据包。

       （2）传输层

       传输层是应用层下的一个子层。在Linux内核中，传输层主要由TCP协议和UDP协议组成。它们负责将应用程序转化的数据传输到网络层。

       （3）网络层

       网络层是传输层下的一个子层。在Linux内核中，网络层由IP协议、ICMP协议和IGMP协议组成。网络层负责将传输层传输的数据包进行路由和寻址，保证数据包传输到达目的地址。

       （4）数据链路层

       数据链路层是网络层下的一个子层。在Linux内核中，数据链路层由以太网协议、ARP协议和RARP协议组成。xp源码解压数据链路层负责将网络层传输的数据包进行分段和组装，以及实现局域网内计算机之间的通信。

       （5）物理层

       物理层是整个协议栈中最底层的一层。物理层负责将数字信号转化为模拟信号，通过物理媒介（例如光缆或者电缆）进行传输。

       二、Linux内核协议栈的工作原理

       Linux内核协议栈中各个层次之间的数据传输是通过TCP/IP协议进行的。当应用程序需要发送数据时，会将数据打包成数据包，然后通过传输层的TCP或UDP协议进行传输。传输层将数据包进行封装并加入TCP或UDP头部信息后，将数据包传输到网络层。在网络层，数据包的IP地址和端口号信息被加入IP头部，同时添加了用于检验数据完整性的校验和。然后，数据包被传输到数据链路层进行分段和组装，最终通过物理层传输到接收方计算机。

       需要注意的是，Linux内核协议栈中的每个层次都需要进行协议处理和数据加工，这个过程需要消耗大量的系统资源。因此，在进行网络通信时，需要科学地配置协议栈，保证数据的快速传输。

       三、深入学习Linux内核协议栈的方法

       如果想要深入学习Linux内核协议栈，你需要掌握以下知识点：

       （1）Linux内核协议栈的结构和工作原理；

       （2）TCP/IP协议的基本原理和应用场景；

       （3）Linux操作系统的基本知识和网络编程技能。

       此外，还可以通过阅读相关的书籍和博客，以及参与开源社区中的Linux内核开发实践来深入学习。

       参考文献：

       1. Linux内核源代码解析.卷2:进程，内存和文件系统；

       2. TCP/IP详解。

       文章讲了怎样深入学习Linux内核协议栈，以及Linux内核协议栈的结构和工作原理，探索网络通信的奥秘。

linux源码解读（三十二）：dpdk原理概述（一）

       Linux源码解析（三十二）：深入理解DPDK原理（一）

       几十年来，随着技术的发展，传统操作系统和网络架构在处理某些业务需求时已显得力不从心。为降低修改底层操作系统的高昂成本，人们开始在应用层寻求解决方案，如协程和QUIC等。然而，一个主要问题在于基于内核的网络数据IO，其繁琐的处理流程引发了效率低下和性能损耗。

       传统网络开发中，数据收发依赖于内核的receive和send函数，经过一系列步骤：网卡接收数据、硬件中断通知、数据复制到内存、内核线程处理、协议栈层层剥开，最终传递给应用层。这种长链式处理方式带来了一系列问题，如上下文切换和协议栈开销。

       为打破这种限制，Linux引入了UIO（用户空间接口设备）机制，允许用户空间直接控制网卡，跳过内核协议栈，从而大大简化了数据处理流程。UIO设备提供文件接口，通过mmap映射内存，允许用户直接操作设备数据，实现绕过内核控制网络I/O的设想。

       DPDK（Data Plane Development Kit）正是利用了UIO的优点，如Huge Page大页技术减少TLB miss，内存池优化内存管理，Ring无锁环设计提高并发性能，以及PMD poll-mode驱动避免中断带来的开销。它采用轮询而非中断处理模式，实现零拷贝、低系统调用、减少上下文切换等优势。

       DPDK还注重内存分配和CPU亲和性，通过NUMA内存优化减少跨节点访问，提高性能，并利用CPU亲和性避免缓存失效，提升执行效率。学习DPDK，可以深入理解高性能网络编程和虚拟化领域的技术，更多资源可通过相关学习群获取。

       深入了解DPDK原理，可以从一系列资源开始，如腾讯云博客、CSDN博客、B站视频和LWN文章，以及Chowdera的DPDK示例和腾讯云的DPDK内存池讲解。

       源：cnblogs.com/thesevenths...

Linux 网络调优：内核网络栈参数篇

       Linux 网络优化：内核网络参数详解

       在 Linux 网络优化中，了解并合理调整内核参数是关键。本文将从网络架构入手，详细解读一些常用的内核网络参数及其作用、注意事项。

       Linux 网络架构

       Linux 网络优化是高性能服务器中的重要部分，本文主要聚焦于协议栈的配置。关键参数涉及网络帧处理、缓存管理、队列控制等。

       关键参数详解

       1. **/proc/net/softnet_stat**：该文件记录内核网络状态，包括已处理帧数、丢包数、NAPI 中的预算或时间限制退出次数等。注意，描述中省略了 NAPI 的配置项和 CPU 分配问题。

       2. **backlog 队列和缓存**：

        - **net.ipv4.tcp_rmem** 和 **net.ipv4.tcp_wmem**：定义了收发缓冲区大小，参数分为最低、默认、最大值。建议根据可用内存动态调整，避免过大影响拥塞控制。

        - **net.core.rmem** 和 **net.core.wmem**：为全局收发缓冲区参数，确保缓冲区大小适中，避免 bufferbloat 问题。

        - **net.core.netdev_max_backlog**：网络设备接收缓冲队列长度，与中断频率共同影响收包速度和吞吐量。

        - **net.ipv4.tcp_max_syn_backlog** 和 **net.ipv4.tcp_syncookies**：控制 SYN 请求队列长度和 SYN 包处理，对于高并发服务至关重要。

       3. **TIME_WAIT 相关**：

        - **TIME_WAIT**：原为避免连接混淆，持续时间固定为秒，对于高 QPS 网络中可能影响连接建立。服务端使用 RST 关闭连接有助于缓解此问题。

        - **net.ipv4.tcp_max_tw_buckets**：定义系统能同时保持的 TIME_WAIT socket 数量上限。

        - **net.ipv4.tcp_tw_reuse** 和 **net.ipv4.tcp_tw_recycle**：与 TCP 时间戳相关，影响 TIME_WAIT socket 复用。4. 内核后，此配置项被废弃。

       4. **流控和拥塞控制**：

        - **net.ipv4.tcp_congestion_control**：用于调整拥塞控制算法，bbr 算法适合长胖管道，但不适用于所有网络环境。

        - **net.core.default_qdisc**：队列控制，选择适合终端用户或转发设备的 qdisc，如 fq、codel 等。

        - **net.ipv4.tcp_window_scaling**：启用窗口扩展，允许在长延迟网络中实现更大窗口大小。

       5. **TCP keepalive**：

        - **net.ipv4.tcp_keepalive_time**、**net.ipv4.tcp_keepalive_intvl** 和 **net.ipv4.tcp_keepalive_probes**：配置 keepalive 功能，避免长时间空闲的连接干扰网络。

       总结与建议

       合理配置上述内核网络参数，结合具体应用场景和硬件配置，能显著优化网络性能。确保参数调整时充分考虑系统的负载平衡和资源使用效率，避免引入不必要的延迟和瓶颈。

Linux内核网络栈源代码情景分析内容简介

       《Linux内核网络栈源代码情景分析》这本书对Linux1.2.内核协议栈的全部源代码进行了深入剖析。此版本的源代码集中在一个文件夹中，每种协议对应一个独立文件，便于读者快速理解Linux网络协议的整体结构。

       本书内容分为五个部分，涵盖网络栈架构分析、协议头文件解读、BSDsocket层功能实现解析、INETsocket层细节实现解析、网络层功能解析、链路层实现分析、网络设备驱动程序详解以及系统网络栈初始化流程。每个部分深入浅出地讲解了Linux网络栈的各个层面，为读者提供了一个全面而系统的知识框架。

       对于Linux网络开发人员和内核爱好者而言，《Linux内核网络栈源代码情景分析》是一本极具价值的参考书籍。它不仅帮助读者深入了解Linux内核的网络功能实现细节，还能为实际开发工作提供宝贵的指导和灵感，是构建高性能网络应用的重要知识宝库。

       在学习过程中，读者不仅可以掌握Linux网络协议的结构和工作原理，还能通过实际代码分析，理解Linux内核如何实现复杂的网络通信功能。这本书的深入解析有助于开发者构建更高效、更可靠的网络系统，是Linux网络开发领域的必备工具书。

       《Linux内核网络栈源代码情景分析》通过详尽的代码解读和深入的架构分析，为读者提供了一条理解Linux网络栈的快速通道。无论是对于深入研究Linux内核网络机制的学术研究者，还是寻求提高实际开发技能的工程师，这本书都是一个不可或缺的资源。

计算机网络基础 — Linux 内核网络协议栈

       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. 和 2.6.，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。

一篇文章搞懂Linux内核网络协议栈-bind 函数

       bind 函数是服务器端用于将本地协议地址赋予套接字的关键步骤。通过调用 bind 函数，可以将socket套接字绑定至指定的地址。

       在 BSD Socket 层中，sock_bind 函数负责通过一个共同的入口函数 sys_socket 进行地址绑定。其核心功能是将用户缓冲区的地址结构复制至内核缓冲区，并进一步调用下一层的bind函数。

       INET Socket 层的 inet_bind 函数则实现了本地地址和端口号的绑定。此函数不仅完成了地址绑定，还对上层传入的地址结构进行了校验，以确保地址可用性。为了高效管理端口号，inet_bind 函数使用了一个链式哈希表（即 sock_array 数组），将各个端口号的 sock 结构存储其中。该数组大小受限，因此采用链式哈希表结构进行存储。

       bind 函数各层的分工明确，主要功能集中于 inet_bind 函数。此函数明确指出，bind 的主要任务是绑定本地地址，而不涉及对方地址。通常，服务器端会调用 bind 函数，从而完成本地地址信息的绑定（包括 IP 地址和端口号），但对端（客户端）的地址信息则由系统自动指定。

       总结，bind 函数是网络编程中不可或缺的一部分，尤其对于服务器端而言，它负责将套接字与本地地址进行绑定，是实现正确通信的基础。