BSD socket

核心提示：NOTE: 这篇文章假定读者熟悉 UNIX 下的 socket 和网络编程. 对用户级编程知识, 本文不作叙述. socket 机制在系统中的地位socket 机制是作为一个通用的, 跨机器, 跨平台的进程间通讯机制出现在系统中的. 我们通常把它作为网络通讯之用. 它使用了与文件系统相同的接口, 提供了协议无关的进程间

NOTE: 这篇文章假定读者熟悉 UNIX 下的 socket 和网络编程. 对用户级编程知识, 本文不作叙述.

socket 机制在系统中的地位

socket 机制是作为一个通用的, 跨机器, 跨平台的进程间通讯机制出现在系统中的. 我们通常把它作为网络通讯之用. 它使用了与文件系统相同的接口, 提供了协议无关的进程间通讯功能.

因此, 我们可以想到. 一个 socket 的机构应该被连接在 file 结构的 f_data 域中, 这样才能与上层的 VFS 相连, 并且应该逐个实现 fileops 中的函数接口 , 连在 file 结构的 f_ops 之中, 这样我们才可以如我们实际所做的那样, 用文件系统的 read(2), write(2) 函数进行 socket 通信. 同时, socket 的机构也应该包含一个域, 它是一个函数跳转表, 以跳转到底层协议, 如 TCP 的实现函数中. 在这个角度上看, socket 的作用也跟 VFS 是类似的. 但它与 VFS 大部分操作直接转接不同, 它还有大量需要自己处理的工作.

数据结构

内核结构

socket 的基本结构在 sys/socketvar.h 中, 包括 struct socket 以及描述 socket 缓冲区的结构 struct sockbuf. 上文所说的 socket 应有的机构都可以得到确认.

在 sys/protosw.h 中, 我们可以看到由 socket 结构 so_proto 域指向的 protosw 结构. 这就是 socket 与底层具体协议实现的接口. 我们需要大概记忆接口函数.

sys/socketvar.h 的 145 行是 socket 的状态, 需牢记.

用户接口数据结构

XXX.

mbuf

在 sockbuf 结构中, 我们可以看到, 一个 socket 的缓冲是一个 mbuf 链 (sb_mb 域). mbuf 是 socket 及以下的协议实现的基本数据封装, 传输和控制单位. 其结构定义在 sys/mbuf.h. 其中 m_hdr 是各种 mbuf 共同的头部信息, 最为重要.