44 | Socket内核数据结构：如何成立特大项目合作部？
刘超
该思维导图由 AI 生成，仅供参考
上一节我们讲了 Socket 在 TCP 和 UDP 场景下的调用流程。这一节，我们就沿着这个流程到内核里面一探究竟，看看在内核里面，都创建了哪些数据结构，做了哪些事情。
解析 socket 函数
我们从 Socket 系统调用开始。
这里面的代码比较容易看懂，Socket 系统调用会调用 sock_create 创建一个 struct socket 结构，然后通过 sock_map_fd 和文件描述符对应起来。
在创建 Socket 的时候，有三个参数。
一个是 family，表示地址族。不是所有的 Socket 都要通过 IP 进行通信，还有其他的通信方式。例如，下面的定义中，domain sockets 就是通过本地文件进行通信的，不需要 IP 地址。只不过，通过 IP 地址只是最常用的模式，所以我们这里着重分析这种模式。
第二个参数是 type，也即 Socket 的类型。类型是比较少的。
第三个参数是 protocol，是协议。协议数目是比较多的，也就是说，多个协议会属于同一种类型。
常用的 Socket 类型有三种，分别是 SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM 和 SOCK_RAW。
SOCK_STREAM 是面向数据流的，协议 IPPROTO_TCP 属于这种类型。SOCK_DGRAM 是面向数据报的，协议 IPPROTO_UDP 属于这种类型。如果在内核里面看的话，IPPROTO_ICMP 也属于这种类型。SOCK_RAW 是原始的 IP 包，IPPROTO_IP 属于这种类型。
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本文深入剖析了Socket系统调用的内部实现细节，包括创建Socket、监听和接受连接的过程。通过介绍Socket系统调用的代码实现和相关参数含义，详细讲解了创建Socket时涉及的地址族、类型和协议，以及对应的数据结构和初始化过程。特别关注了SOCK_STREAM类型和IPPROTO_TCP协议的创建过程，以及在内核中对应的数据结构和函数调用。此外，还介绍了bind、listen和accept等函数的实现细节，包括在内核中的具体调用过程和相关数据结构的操作。通过对关键代码的解析，读者可以深入了解Socket系统调用的内部实现细节，包括TCP连接的建立和监听过程。总体而言，本文对Socket系统调用的内部工作原理进行了深入剖析，为读者提供了深入理解网络编程底层原理的重要参考资料。对于对网络编程底层原理感兴趣的读者来说，本文是一份重要的参考资料。
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莫名看了一遍，然后花了一天把源码又过了一遍，很有收货，对socket的理解不再浮于表面。作者回复: 赞
2019-08-0913
kkxue
原来得先看总结图，再看内容。。作者回复: 对的，这是一个好方法
2019-07-145
W.jyao老师，能解释下listenfd和acceptfd的端口为什么一样吗？作者回复: 一个服务端口当然一样呀。只不过两个socket数据结构而已
2019-07-083
无心之福开头的那个代码的 逗号加的不对吧？作者回复: 对的，看一下SYSCALL_DEFINE3这个宏的定义就理解了
2019-08-1921
book尾汁调用accept的时候,会新建一个socket,以及其对应的struct file,然后会从icsk_accept_queue 取出一个req,将其sk赋值给新建的socket->sk,这样就可以读取到请求的数据了,不理解的是后面讲到接收数据包时tcp层有三个队列,会根据内核低延时 高吞吐量的等策略以及socket当时的状态来决定放入哪个队列,这里的socket是怎么选出来的啊,数据包是先发送到处于监听队列的socket然后由其将数据分发到其通过accept生成的sokcet上吗,如果是直接由通过accept生成的socket来处理,怎么分辨出来到底该给哪个socket呢,根据数据包的源地址与端口吗?作者回复: 监听的端口号
2020-05-032
飞翔syn到底是个什么东西呀？是个integer还是char类型作者回复: 详见网络包的格式，TCP头里面有syn
2019-07-083
二星球老师好，同一个TCP链接上先后发送2次rpc请求，后发送的请求其结果先返回，先发送的请求结果后返回，这样有没有问题呢，系统能区分各自的返回结果么，靠什么机制保证的呢？一直没有想明白作者回复: RPC是应用层的，需要应用层自己保证请求和结果的对应。
2019-07-082
奔跑的码仔struct tcp_sock继承自struct inet_connection_sock inet_conn，inet_connection_sock继承自struct inet_sock，struct inet_sock继承自struct sock； 1.上述四个结构的关系具有十足的面向对象的特征，struct是基类，通过层层继承，实现了类的复用； 2.内核中网络相关的很多函数，参数往往都是struct sock，函数内部依照不同的业务逻辑，将struct sock转换为不同的业务结构； 这样做的好处： 1.简化接口的设计复杂度； 2.使用基类作为参数，十分类似于面向对象中的多态特性，能够有效的增强接口的稳定性、提升扩展性。2019-10-1115
谛听socket: 根据参数创建相应socket bind: 绑定IP、端口 listen: 建立两个队列，改变状态为TCP_LISTEN accept: 从完成三次握手的队列中取出一个socket，没有的话让出cpu connect: 三次握手2019-11-246- Geek_ty老师您好，我在认真阅读了文章和代码后还是存在一个疑惑：icsk_accept_queue是全连接队列当然没有问题，但是服务端LISTEN状态下，调用tcp_v4_conn_request()时inet_csk_reqsk_queue_hash_add()函数也是增加了该队列的长度。但是实际上应该修改的时半连接队列才对。我反复看了几遍源码，没有发现在什么地方有保存syn队列，也没有syn队列的相关操作，都是对icsk_accept_queue的操作，这让我十分困惑，还请老师帮忙解答。2020-08-081
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