linux网络数据包流程

一、介绍
对于调试linux网卡驱动或者wifi驱动性能，或者排查网络数据丢包的时候，需要对内核处理包要与基本的了解，从而排查出丢包出现在哪个环节，这里给出大致流程和常用排查方法

二、基本框架
1、硬件连接
1）以太网口
网线通过变压器接PHY芯片、PHY芯片通过MII接MAC芯片、MAC芯片接PCI总线
PHY芯片主要负责：CSMA/CD、模数转换、编解码、串并转换
MAC芯片主要负责：
比特流和帧的转换：7字节的前导码Preamble和1字节的帧首定界符SFD
CRC校验

2）LTE/5G

3）wifi

三、流程
网卡收到数据包，DMA到内核内存，中断通知内核数据有了，内核按轮次处理消耗数据包，一轮处理完成后，开启硬中断

1、网卡收到数据包。
2、将数据包从网卡硬件缓存转移内存中。
3、通知内核处理。
4、经过TCP/IP协议逐层处理。
5、应用程序通过read()从socket buffer读取数据

1、网卡收到数据包。
网卡本身是有4K以上的内存，用于发送和接收，收到网络信号后，将高低电平转换为数据存于网卡本身的fifo

2、将数据包从网卡硬件缓存转移内存中。
1）网卡申请ring buffer的描述，根据描述找到具体的物理地址，从fifo队列物理网卡会使用DMA将数据包写到skb_buffer
2）NIC触发一个硬中断，每一个硬件中断会对应一个中断号，且指定一个vCPU来处理，NAPI触发软中断，触发napi系统
3）硬件中断的中断处理程序调用驱动程序：
a.禁用网卡硬中断，通知NIC，再来数据不用触发硬中断了，把数据DMA拷入系统内存即可
b.NAPI触发软中断，触发napi系统，消耗ringbuffer指向的skb_buffer，NAPI循环处理ringbuffer数据，处理完成
c.启动网络硬件中断，有数据来时候就可以继续触发硬件中断，继续通知CPU来消耗数据包.