网络数据在计算机内部的发送和接收处理(网络数据在计算机内部的发送和接收处理方式)

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2023年8月5日10:09:41 电脑教程 阅读 4,266

在高级语言中一般会使用类似HttpClient、TcpClient、UdpClient等封装好的API进行数据的发送和接收,它们的底层都是基于Socket,而Socket又是基于操作系统内核的TCP/IP协议栈,TCP/IP协议处理平常就很难接触到了,再往下内核和网卡又是怎么交互的呢?

这篇文章就来介绍网络数据在计算机内部的发送和接收处理过程。

网络数据在计算机内部的发送和接收处理(网络数据在计算机内部的发送和接收处理方式)

先来看一张示意图,左侧是数据的发送处理,右侧是数据的接收处理,下边会按照步骤进行说明。

网络数据在计算机内部的发送和接收处理(网络数据在计算机内部的发送和接收处理方式)

数据发送

1、应用程序从内存读取要发送的数据。这里的内存是应用程序进程管理的内存,也可称为用户空间内存。

2、应用程序通过Socket接口将读取到的数据发送到内核协议栈进行处理。

3、内核中的TCP/IP协议栈接收到Socket传递过来的数据,进行TCP、IP打包,zui终以IP数据包的格式写入到内核空间的一块缓存中。数据包写入后会触发一个软中断,通知底层模块来读取数据。

4、网卡中的DMA单元读取这些要发送的数据,然后发送到网卡的数据链路层和物理层,zui终发送到网络中进行传输。

5、DMA读取数据完毕后,会向CPU发送一个中断,触发清理内核空间中的发送数据缓存,以便下一次发送处理。

数据接收

1、网卡中的DMA从数据链路层接收到数据,然后写入到内核空间的一块缓存中。

2、缓存写入完毕后会发送一个CPU中断,触发程序读取缓存,并发送到内核协议栈。

3、内核中的TCP/IP协议栈对接收到的数据进行解包,去掉IP协议头、TCP协议头,然后继续向上传递数据。

4、应用程序通过Socket接口读取数据,这时读取到的数据就是发送方发出来的数据了。

5、然后应用将这些数据写入到自己的进程内存中,供进一步使用。


图中的线条和步骤主要描述了数据的流转,并没有提供控制逻辑和寻址逻辑的说明,比如DMA向内存写数据需要获取对应的内存地址,以及申请总线通道用来传输数据到内存。

以上就是网络数据在计算机内的发送和接收过程,希望对你有用,欢迎留言探讨。

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