Linux与FreeBSD中TCP协议栈实现之比较
| 个文件系统，这样可以通过vfs的write来调用，也可以直接使用send来调用，它们最终都是调用sock_sendmsg。Sock_sendmsg通过它的内核版本__sock_sendmsg直接调用tcp_sendmsg来发送数据。在tcp_sendmsg中，同时完成数据复杂和数据校验，这样节省了一次遍历操作，这也是和FreeBSD不同的地方。Linux使用skb结构来管理数据缓冲，这和FreeBSD的m_buf大同小异。当复制完数据后，使用tcp_push来进行下一步发送。Tcp_push通过__tcp_push_pending_frames来调用tcp_write_xmit将数据填入tcp的发送缓冲区。这里的填充仅是指针引用而已。下一步，tcp_transmit_skb将数据放入IP的发送队列。Ip_queue_xmit函数完成IP包头的设置以及数据效验，并调用ip_output进入下一步发送。如果不用分片，将使用ip_finish_output继续发送。在这里，填充数据的以太网包头后调用dev_queue_xmit函数来进一步处理。Dev_queue_xmit函数将数据转移至网络核心层的待发送队列，调用具体的驱动程序cp_start_xmit来完成数据的最终发送。最后的cp_start_xmit做的事情和freebsd的相应函数差不多，检查数据，并复制进硬件缓冲。
当接收到一个数据包的时候，网卡会产生中断，这样网卡驱动的cp_interrupt会被调用。cp_interrupt做的事情很少，只进行必要的检查后就返回了，更多的事情通过cp_rx_poll来完成，cp_rx_poll在软中断中被调用，这样做是为了提高驱动的处理效率。Cp_rx_poll做的事情主要就是把申请并将数据复制进一个skb缓冲中。netif_rx函数将数据从这个队列中转移至网络核心层队列中，netif_receive_skb从这里接收数据，调用ip_rcv来处理。Ip_rc和ip_rcv_finish一起检查数据，得到包的路由，并调用相应的input函数来完成路由，在这里就是ip_local_deliver，ip_local_deliver完成IP包的重组后，使用ip_local_deliver_finish来进入tcp的处理流程，tcp_v4_rcv完成数据校验以及一些简单的检查，主要的工作在tcp_v4_do_rcv中完成。tcp_v4_do_rcv先判断是否正常的用户数据，如果是则用tcp_rcv_established处理，否则用tcp_rcv_state_process来更新连接的状态机。tcp_rcv_established中同样有首部预测。如果一切顺便，将唤醒等待在tcp_recvmsg中的用户进程。后者将数据从skb缓冲中复制进用户进程缓冲。并进行逐级返回。 通过以上分析不难看出，Linux的代码比较混乱，可读性没有FreeBSD的好，比如说，Linux省略了以太网层，而且在接收数据中有多次异步操作，也许这将会影响内核的稳定性，FreeBSD的代码就比较清晰，程序处理一目了然，可读性也高，最稳定的操作系统名不虚传。这也可以从两个操作系统的起源得到解释。Linux起源于互联网时代，由众多爱好者一起完成，并没有一个完整的规划，代码也多次经过变动，而作者水平也参次不齐，造成现在的样子。而FreeBSD系出名门，一直由一个独立的小组进行维护，多年来更新不大，只有少许优化，所以代码的可读性非常高。但从另一方面讲，不断更新的Linux在代码方面比较激进，比如Linux使用skb缓冲效率要较FreeBSD使用的m_buf为高，这里限于篇幅，就不再具体分析了。而且linux发送数据时，在复制数据的同时完成的tcp的效验，这样就节省了一次数据的遍历操作。也提高了效率。 通过以上比较我们不难得出结论，如果效率为先，则Linux当为首推，如果稳定至上，FreeBSD应该为不二之选。不过，这两个操作系统都是非常优秀并久经考验，之间的差别也仅存于字面分析上。无论选择哪个，都不会让您后悔，不是吗？ |
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