分类： 嵌入式
2014-09-05 19:48:47
从上到下：网络协议接口层 --> 网络设备结构层 --> 设备驱动实现层 --> 网络设备与媒介层
记忆方法：
分三层， 1 、最上面理解为我们用的网络传输方法，就是网络协议， 2 、最下面就是物理硬件，即网络设备层， 3 、中间是一层，设备驱动，然后拆成 2 部分，上部分是结构（层），下部分是结构中函数的实现（层）。
功能描述：
网络协议接口层
dev_queue_xmit() 发送数据， netif_rx() 接收数据 。
网络设备结构层
有一个结构 net_device
设备驱动实现层
net_device 里的函数实现， 通过 hard_start_xmit() 启动发送操作，通过中断触发接收操作。
网络设备与媒介层
哪里管的了那么多，不理它硬件怎么实现的。
有一个 NB 的结构体 : sk_buff ， 叫做： 套接字缓冲区， 各层之间数据传输都靠他。
dev_queue_xmit() 、 netif_rx() 的参数都是只是 sk_buff 。
函数原型：
dev_queue_xmit(struct sk_buff *sb ); //sb 实际是 skb ，少写一个 k 助记
netif_rx(struct sk_buff sk_buff *sb); // 同上
sk_buff 内容详解
1 协议头 ，有好多好多协议要使用，所以协议头是必要滴，当然不能同时使用 TCP/IP UDP 或者其他什么协议，所以把头结构定义成联合体。
2 数据缓冲区 ：要搞个地方放数据，要功能强大必须能找到各需要的位置比如：头、尾 … 所以在 sk_buff 中定义了 4 个指针： head 、 data 、 tail 、 end 。指向数据缓冲区。
head ：缓冲区起始地址， sk_buff 一旦创建， head 数据就固定了。
data ：当前层的有效数据起始地址
tail ： 有效数据的结尾地址，和 data 对应
end ：缓冲区的结尾地址， sk_buff 一旦创建， end 数据就固定了。
3 长度信息
len: 数据包有效数据长度，包括协议头和负载（ Payload ？）
data_len: 记录分片的数据长度 , 数据包的有效数据是分成几片存在不同的内存空间中，每片空间最大是一页。
truesize ：缓冲区的整体长度，即： sizeof(struct sk_buff)+ （传入 alloc_sdb() 或 dev_alloc_skb() 函数的长度） -- 说实话不理解传入函数的长度是什么 .
NB 的结构体 :sk_buff 的操作
各层之间就靠他，当然需要对他进行操作。
? 分配：
struct sk_buff *alloc_skb(unsigned int len,int priority);
分配一个套接字缓冲区（ sk_buff ）和一个数据缓冲区，参数 len 为数据缓冲区的空间大小。 16 字节对齐， priority 是内存分配的优先级。
struct sk_buff *dev_alloc_skb(unsigned int len);
用这个函数优先级就确定了 --FGP_ATOMIC: 代表分配过程中不能被中断。
会调用 alloc_skb() 函数，并保存 skb->head 和 sdk_data 之间的 16 个字节。
分配完成后 , skb_buff 的 data 、 tail 指针都指向存储空间的起始地址 head, 而 len 的大小是 0 。
? 释放
就是释放 alloc_skb() 分配的套接字缓冲区，和数据缓冲区。
linux 专用：
void kree_skb(struct sk_buff *skb) ；
网络设备驱动程序用：
非中断上下文专用： void dev_kree_skb(struct sk_buff *skb);
中断上下文转用： void dev_kree_skb_irq(strcut sk_buff *skb);
中断非中断上下文都可用： void dev_kree_skb_any(struct sk_buff *skb);
? 指针移动
sk_buff 中的数据缓冲区指针操作有 : put 、 push 、 pull 、 reserve 。
put 操作：
往数据缓冲区尾部 添加可以存储网络数据包的空间。
unsigned char *skb_put (struct sk_buff *skb , unsigned int len); // 会检测放入的数据
unsigned char *__skb_put ( 同上 ) ； // 不检查
上述函数使 tail 指针下移，增加 sk_buff 中的 len 值，并返回 skb_tail 的值。
push 操作：
往数据缓冲区头部 增加一段可以存储网络数据包的空间。主要用于在数据包发送时添加头部。
unsigned char *skb_push (struct sk_buff *skb , unsigned int len); // 会检测放入的数据
unsigned char *__skb_push ( 同上 ) ； // 不检查
会使 data 指针上移，也增加 len 的值。
pull 操作：
用于下层协议向上层协议移交数据包，使 data 指针指向上一层协议的协议头。
unsigned char *skb_pull (struct sk_buff *skb , unsigned int len);
会将 data 指针下移，并减小 skb 的 len 值。
reserve 操作：
主要用于在存储空间的头部预留 len 长度的空隙。
void skb_reserve (struct sk_buff *skb , unsigned int len);
会使 data 指针和 tail 指针同时下移。
skb_buff 的操作过程绝大部分由 linux 内核完成，驱动工程师只需要完成数据链路层部分工作。下面搞个例子加深理解！
补充协议头设定：
sk_buff 中定义了 3 个协议头用于网络协议的不同层次，传输层 TCP/IP 协议头 :h ，网络层协议头： nh ，链路层协议头 mac, 前面说了，这三个头都各定义成联合体。
网卡接收到一个 UDP 数据包， Linux 从下到上处理的流程： 1 、 2 、 3 、 4 。
skb->mac.raw 在步骤 1 到位，指向的位置就不变了，其他头指针也是这样。 skb->nh.raw 在步骤 2 到位， skb->h.raw在步骤 3 到位。每次 pull 到上一层， data 指向就移到上面一层数据开始的地方，然后 len 减掉 previous( 避免中文歧义 ) 的那层的头长度。
1 、创建一个 sk_buff 结构体和数据缓冲区，将收到的数据复制到 data 指向的空间， skb->mac.raw 指向数据， 有效数据的开始位子是一个以太网头， skb->mac.raw 指向链路层的以太网头部。
2 、用 pull 传到网络层之后，以太网协议头被剥掉了， skb->data 指向下移到 IP 头了， len 也减掉链路层头部那个长度 skb_nh.raw 指向 data ，即 IP 头部。
3 、用 pull 传到传输层，剥掉 IP 头， data 指针继续向下移， len 长度再减掉 ip 头长度， skb_h.raw 指向 UDP 头部。
4 、应用程序调用 recv() 接收数据时，从 skb->data+sizeof(struct udphdr) 的位置开始复制到应用层缓冲区，所以 ,UDP头得以幸存，没有被剥掉 .
