详细讲解Linux内核角度分析tcpdump原理(1)

       tcpdump是源码Linux系统抓包工具，基于libpcap库，源码能根据定义对网络数据包进行截获。源码它支持过滤网络层、源码协议、源码源码如何上传域名主机、源码网络或端口，源码并使用逻辑语句去除无用信息。源码tcpdump能分析网络行为，源码如丢包重传、源码报文详细信息和TCP分组。源码通过保存捕获的源码数据包为pcap文件，使用wireshark打开，源码能更直观地分析问题。源码

       tcpdump使用libpcap进行包捕获，使用bpf机制进行完美过滤。libpcap是Unix/Linux平台下的数据包捕获函数库，独立于系统用户层，提供链路层旁路处理。libpcap安装步骤包括库安装、测试、编译和错误处理。

       在libpcap中，创建套接字使用AF_PACKET和SOCK_RAW，常用于抓包分析。socket函数调用__sock_create和packet_family_ops来创建socket，其中AF_PACKET模块对应创建函数packet_rcv，该函数用于接收链路层的包，然后根据应用层设置的过滤条件使用BPF进行过滤。

       当网络包接收时，tcpdump创建PF_PACKET套接字，低价直播源码通过注册prot_hook完成准备工作。网络接收数据包时，会调用netif_receive_skb和__netif_receive_skb_core，其中后者会遍历ptype_all并执行deliver_skb函数，该函数调用packet_rcv进行过滤并添加到接收缓存。

       当网络包发送时，Linux协议栈提供的报文发送函数会调用dev_queue_xmit或dev_hard_start_xmit，遍历ptype_all并执行deliver_skb和packet_rcv，将数据包发送给driver。最终，接收队列中的数据会copy给应用层，完成数据包的抓取。

       文章总结了tcpdump从创建套接字到收发包的流程，以及使用libpcap和BPF进行过滤的过程。下篇文章将详细分析BPF过滤的实现。

一文从linux源码看socket的close基本概括

       理解TCP关闭过程的关键在于四次挥手，这个过程是主动关闭、被动关闭和同时关闭的统一体现。在主动关闭close(fd)的过程中，通过C语言中的close(int fd)函数调用系统调用sys_close，进而执行filp_close方法。随后，fput函数处理多进程中的socket引用问题，确保父进程也正确关闭socket。在f_op->release的实现中，我们关注socket与file的关系以及close(fd)调用链。随着状态机的变迁，TCP从FIN_WAIT1变迁至FIN_WAIT2，设置一个TCP_FIN_WAIT2定时器，防止由于对端未回应导致的长时间等待。FIN_WAIT2状态等待对端的复仇rpg源码FIN，完成最后两次挥手。接收对端FIN后，状态变化至time_wait，原socket资源被回收，并在时间等待超时后从系统中清除。在被动关闭中，接收FIN进入close_wait状态，应用关闭连接时改变状态为last_ack，并发送本端的FIN。被动关闭的后两次挥手后，连接关闭。出现大量close_wait通常与应用检测到对端FIN时未及时关闭有关，解决方法包括调整连接池的参数或加入心跳检测。操作系统通过包活定时器在超时后强制关闭连接。进程退出时会关闭所有文件描述符，再次触发filp_close函数。在Java中，通过重写finalize方法，GC会在释放内存时关闭未被引用的socket，但不可完全依赖GC来管理socket资源，以避免潜在的内存泄露问题。总结，深入理解TCP关闭过程有助于优化网络应用程序的性能和稳定性，同时阅读Linux内核源代码需要耐心和系统性的方法。

Linux内核源码解析---EPOLL实现4之唤醒等待进程与惊群问题

       在Linux内核源码的EPOLL实现中，第四部分着重探讨了数据到来时如何唤醒等待进程以及惊群问题。当网卡接收到数据，DMA技术将数据复制到内存RingBuffer，通过硬中断通知CPU，然后由ksoftirqd线程处理，最终数据会进入socket接收队列。源码代理网站虽然ksoftirqd的创建过程不在本节讨论，但核心是理解数据如何从协议层传递到socket buffer。

       在tcp_ipv4.c中，当接收到socket buffer时，会首先在连接表和监听表中寻找对应的socket。一旦找到，进入tcp_rcv_established函数，这里会检查socket是否准备好接收数据，通过调用sock_data_ready，其初始值为sock_def_readable，进而进入wake_up函数，唤醒之前挂上的wait_queue_t节点。

       在wake_up方法中，会遍历链表并回调ep_poll_callback，这个函数是epoll的核心逻辑。然而，如果epoll的设置没有启用WQ_FLAG_EXCLUSIVE，就会导致惊群效应，即唤醒所有阻塞在当前epoll的进程。这在default_wake_function函数中体现，如果没有特殊标记，进程会立即被唤醒并进入调度。

       总结来说，epoll的唤醒过程涉及socket buffer、协议层处理、链表操作以及回调函数，其中惊群问题与默认的唤醒策略密切相关。理解这些细节，有助于深入理解Linux内核中EPOLL的异步操作机制。

从Linux源码看Socket(TCP)的listen及连接队列

       了解Linux内核中Socket (TCP)的"listen"及连接队列机制是深入理解网络编程的关键。本文将基于Linux 3.内核版本，在线打车源码从源码角度解析Server端Socket在进行"listen"时的具体实现。

       建立Server端Socket需要经历socket、bind、listen、accept四个步骤。本文聚焦于"listen"步骤，深入探讨其内部机理。

       通过socket系统调用，我们可以创建一个基于TCP的Socket。这里直接展示了与TCP Socket相关联的操作函数。

       接着，我们深入到"listen"系统调用。注意，glibc的INLINE_SYSCALL对返回值进行了封装，仅保留0和-1两种结果，并将错误码的绝对值记录在errno中。其中，backlog参数至关重要，设置不当会引入隐蔽的陷阱。对于Java开发者而言，框架默认backlog值较小（默认），这可能导致微妙的行为差异。

       进入内核源码栈，我们发现内核对backlog值进行了调整，限制其不超过内核参数设置的somaxconn值。

       核心调用程序为inet_listen。其中，除了fastopen外的逻辑（fastopen将在单独章节深入讨论）最终调用inet_csk_listen_start，将sock链入全局的listen hash表，实现对SYN包的高效处理。

       值得注意的是，SO_REUSEPORT特性允许不同Socket监听同一端口，实现内核级的负载均衡。Nginx 1.9.1版本启用此功能后，性能提升3倍。

       半连接队列与全连接队列是连接处理中的关键组件。通常提及的sync_queue与accept_queue并非全貌，sync_queue实际上是syn_table，而全连接队列为icsk_accept_queue。在三次握手过程中，这两个队列分别承担着不同角色。

       在连接处理中，除了qlen与sk_ack_backlog计数器外，qlen_young计数器用于特定场景下的统计。SYN_ACK的重传定时器在内核中以ms为间隔运行，确保连接建立过程的稳定。

       半连接队列的存在是为抵御半连接攻击，避免消耗大量内存资源。通过syn_cookie机制，内核能有效防御此类攻击。

       全连接队列的最大长度受到限制，超过somaxconn值的连接会被内核丢弃。若未启用tcp_abort_on_overflow特性，客户端可能在调用时才会察觉到连接被丢弃。启用此特性或增大backlog值是应对这一问题的策略。

       backlog参数对半连接队列容量产生影响，导致内核发送cookie校验时出现常见的内存溢出警告。

       总结而言，TCP协议在数十年的演进中变得复杂，深入阅读源码成为分析问题的重要途径。本文深入解析了Linux内核中Socket (TCP)的"listen"及连接队列机制，旨在帮助开发者更深入地理解网络编程。

从 Linux源码 看 Socket(TCP)的accept

       从 Linux 源码角度探究 Server 端 Socket 的 Accept 过程（基于 Linux 3. 内核），以下是一系列关键步骤的解析。

       创建 Server 端 Socket 需依次执行 socket、bind、listen 和 accept 四个步骤。其中，socket 系统调用创建了一个 SOCK_STREAM 类型的 TCP Socket，其操作函数为 TCP Socket 所对应的 ops。在进行 Accept 时，关键在于理解 Accept 的功能，即创建一个新的 Socket 与对端的 connect Socket 进行连接。

       在具体实现中，核心函数 sock->ops->accept 被调用。关注 TCP 实现即 inet_stream_ops->accept，其进一步调用 inet_accept。核心逻辑在于 inet_csk_wait_for_connect，用于管理 Accept 的超时逻辑，避免在超时时惊群现象的发生。

       EPOLL 的实现中，"惊群"现象是由水平触发模式下 epoll_wait 重新塞回 ready_list 并唤醒多个等待进程导致的。虽然 epoll_wait 自身在有中断事件触发时不惊群，但水平触发机制仍会造成类似惊群的效应。解决此问题，通常采用单线程专门处理 accept，如 Reactor 模式。

       针对"惊群"问题，Linux 提供了 so_reuseport 参数，允许多个 fd 监听同一端口号，内核中进行负载均衡（Sharding），将 accept 任务分散到不同 Socket 上。这样，可以有效利用多核能力，提升 Socket 分发能力，且线程模型可改为多线程 accept。

       在 accept 过程中，accept_queue 是关键成员，用于填充添加待处理的连接。用户线程通过 accept 系统调用从队列中获取对应的 fd。值得注意的是，当用户线程未能及时处理时，内核可能会丢弃三次握手成功的连接，导致某些意外现象。

       综上所述，理解 Linux Socket 的 Accept 过程需要深入源码，关注核心函数与机制，以便优化 Server 端性能，并有效解决"惊群"等问题，提升系统处理能力。

Linux TCP内核参数设置与调优(详细)！

       /Proc/sys/net/ipv4/目录中存放着TCP参数的文件，用于添加网络设置。其中的许多设置能防止系统遭受攻击，或配置系统路由功能。

       例如，TCP_SYN_RETRIES参数控制客户端发起SYN连接的重传次数。修改此参数值，如将net.ipv4.tcp_syn_retries设置为2，测试后，通过SSH连接不存在的主机，可观察到系统重传了2个数据包。

       TCP_WINDOW_SCALING参数决定是否启用窗口扩大因子选项。启用此选项可提高网络数据传输效率。

       Net.ipv4.tcp_sack参数控制是否启用选择确认（Selective Acknowledgement，SACK）选项，这可以提高数据传输的灵活性和效率。

       修改内核参数的目的是优化系统性能和安全性。了解参数的详细配置信息，请参考Linux内核文档。

       /Proc/sys/net/core/目录下包含设置，用于控制Linux内核与网络层的交互，决定网络动作时内核的响应方式。

       网络相关参数如eth0的MAC地址、速率（speed）、MTU等信息，可以在/sys/class/net/对应网卡目录中查看，此路径提供深入的网络参数细节。

LinuxC编程建立TCP连接linuxctcp

       Linux C编程：建立 TCP连接

       Linux C编程中使用TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）协议建立客户端和服务器之间连接的过程称之为TCP连接，是一种可靠而强大的通信协议，在Linux C编程中可用于建立数据库、网络通信等等。本文介绍了在Linux C编程中如何建立TCP连接，以及其中遇到的一些问题。

       在Linux C语言编程中，可以使用socket()函数建立一个TCP连接。socket()函数的第一个参数指定协议族，例如AF_INET指定IPV4协议族，第二个参数指定套接字类型，例如SOCK_STREAM指定流式套接字。

       接下来，可以使用bind()函数将套接字与系统分配的IP地址和端口绑定，然后使用listen()函数使套接字变为被动模式，并启动监听进程，此时服务器已准备就绪，等待客户端的连接。最后，使用accept()函数接受客户端的连接，当接受到客户端的连接后，服务器就可以使用建立的socket与客户端通信了。

       示例代码如下：

       // 创建 socket

       int sockfd;

       struct sockaddr_in addr;

       // AF_INET: IPV4 协议族

       // SOCK_STREAM: 流式套接字

       sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

       // 设置 IP 地址

       addr.sin_family = AF_INET;

       addr.sin_port = htons(); //端口号

       addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(“.0.0.1”); //IP地址

       // 绑定 IP 和 端口

       bind(sockfd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));

       // 监听客户端请求

       listen(sockfd, );

       // 接受 客户端连接请求

       struct sockaddr_in client_addr;

       socklen_t client_addr_len;

       int client_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr*)&client_addr,

       &client_addr_len);

       上述步骤完成后，客户端和服务器的TCP连接建立完毕。在Linux C编程中，使用TCP协议建立客户端和服务器之间连接过程虽然繁琐，但是它可以实现可靠的数据传输和优秀的网络通信，这个代价值得支付。

       总而言之，在Linux C编程中使用TCP协议建立客户端和服务器之间连接，可以通过socket()、bind()、listen()、accept()等函数将客户端和服务器建立可靠的数据传输连接，这是一个蛮耗时的过程，但也值得支付，因为通过这种方式可以实现稳定的网络通信。