Linux内核收发包流程概述 | Notion

在TCP/IP网络分层模型里，整个协议栈被分成物理层、链路层、网络层，传输层和应用层。Linux实现的是链路层、网络层和传输层这三层。

物理层对应的是网卡和网线。
应用层对应的是我们常见的 Nginx，FTP 等等各种应用。

层次	协议栈中的作用	Linux 实现的范围	详细说明
应用层	负责应用程序特定协议 (HTTP, FTP, SSH, DNS)。	✅ 全部	通过 Socket 接口（API）向应用程序提供服务。
应用程序（如 Web 服务器、浏览器、SSH 客户端）本身就是应用层实现。
传输层	负责端到端的数据传输 (TCP, UDP)。	✅ 全部	核心实现，管理连接状态、流量控制、拥塞控制（TCP）以及校验和（UDP）。
网络层	负责数据包路由和寻址 (IP, ICMP)。	✅ 全部	核心实现，负责 IP 地址管理、路由表维护、数据包转发等。
链路层	负责物理链路上的帧传输 (Ethernet, Wi-Fi)。	❌ 部分（软件驱动）	链路层的软件部分（如网卡驱动、帧的封装/解封装、MAC 地址管理）由 Linux 内核实现。
但链路层的硬件部分（如 CRC 校验、介质访问控制）则由网卡硬件完成。
物理层	负责比特流的传输 (网线、光纤、无线电)。	❌ 无	完全由网卡硬件、电缆或无线硬件负责，Linux 内核不涉及电信号或光信号的生成。

在 Linux 内核实现中，链路层协议靠网卡驱动来实现，内核协议栈来实现网络层和传输层。内核对更上层的应用层提供 socket 接口来供用户进程访问。

内核网络收包过程：

数据包到达网卡设备。
网卡收到数据包后，Linux中第一个工作的模块就是网卡驱动，网卡驱动以DMA方式把网卡上收到的帧写到内存中。再向CPU发出硬中断以通知CPU有数据到了。
中断上半部来说（基本等同硬中断），当CPU收到中断请求后，会去调用网络驱动注册的中断处理函数，最后发送一个软中断信号通知下半部做进一步处理。
下半部（基本等于软中断）被软中断信号唤醒后，ksoftirqd 检测到有软中断请求到达，调用 poll 开始轮询收包，收到后交由各级协议栈处理，直到把数据送到应用程序。
驱动软件从RingBuffer中读取，填充内核skbuff结构（第2次拷贝：内核网卡缓冲区RingBuffer->内核专用数据结构skbuff）
数据报文达到内核协议栈，进行高层处理。