3.2 Linux 系统收包流程
一个请求从客户端经过 DNS、HTTP、拥塞控制... 历经千辛万难，终于到达目的地网卡（eth0）。这一节，我们结合 Linux ingress 的架构（图 3-1），了解数据包在 Linux 内核中被如何处理。
图 3-1 Linux ingress 架构概览
如图 3-1 所示，总结 Linux 系统收包过程如下：
- 网卡 eth0 收到数据包。
- 网卡通过 DMA（Direct Memory Access，直接内存访问）将数据包拷贝到内核 Ring Buffer（环形缓冲区），如果 Ring Buffer 满了则产生丢包 。
- 网卡产生 IRQ（Interrupt ReQuest，硬件中断）告知内核有新的数据包达到。
- 内核收到中断后, 调用相应中断处理函数，开始唤醒 ksoftirqd 内核线程处理软中断。
- 内核进行软中断处理，调用驱动注册在内核中的 NAPI poll 接口从 Ring Buffer 中获取数据，并生成 skb（Socket Buffer），送至内核协议栈处理。
- 内核中网络协议栈：L3（Network Layer）处理。
- 内核中传输层协议栈：L4（Transport Layer）处理。
- 网络协议栈处理数据后，并将其发送到对应应用的 socket 接收缓冲区。
如以上的过程所示，设计一个 C10M（Millions of concurrent Connections，单机 1000 万并发）[1]的系统或者组建一个大规模的容器网络，那就不能忽略 Linux 内核带来的各种影响，这些影响包括用户进程调用系统进入内核态的开销，响应数据包时产生的硬中断开销，以及 ksoftirqd 处理软中断而产生的上下文开销等等
无论是高并发的技术挑战，还是容器网络中 overlay/underlay 的设计选型，关乎这两者设计影响的是：「用户态内核态的频繁转换、网络协议栈的冗长流程」。也就是说内核才是导致瓶颈的原因所在。
Linux ingress 架构介绍已经结束，Netfilter 框架以及内核旁路技术还在继续等待我们探索，下一节，我们进入内核网络细节。
参见 http://c10m.robertgraham.com/p/manifesto.html ↩︎
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