网络部分之link layer
2015-01-10 13:37
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3 link layer
3.1 Frame Delimiting
在100BASE-X中,使用4B/5B encoding。这种编码的特点是将欲发送的数据流每4bit作为一个组,然后按照4B/5B编码规则将其转换成相应5bit码。5bit码共有32种组合,但只采用其中 的16种对应4bit码的16种,其他的16种或者未用或者用作控制码,以表示帧的开始和结束、光纤线路的状态(静止、空闲、暂停)等。
8B/10B编码与4B/5B的概念类似,例如在千兆以太网中就采用了8B/10B的编码方式。
3.2 Error detection
有两种方法:Checksum 和 CRC。Checksum用在高层协议,如:tcp、ip、udp等,用软件很容易实现。
CRC比较复杂,但可以用硬件很容易的实现(如:用移位寄存器和Exclusive-OR来实现),所以Ethernet和wireless的网卡芯片中实现了CRC校验。
3.3 link layer packet flows
sk_buff的几个关键的成员:
sk_buff_data_t transport_header;
sk_buff_data_t network_header;
sk_buff_data_t mac_header;
unsigned char *head, *data;
接收数据包
网卡收到一个frame后会产生一个interrupt,cpu的pipeline会因此而中断,转向执行handler,该handler会调用dev_alloc_skb()分配一个空的sk_buff,然后copy frame 到sk_buff中,该handler最后会通知内核以便做进一步的处理。
有两种通知的机制:1)netif_rx();2)net_rx_action() for 2.6,在高流量负荷中,net_rx_action()具有优势,它有效的降低了CPU load。因为它采用了interrupt和polling相结合的方式。它可以在一个interrupt中将多个frame放到ingress queue中,依次处理。而netif_rx()却做不到这一点。
发送数据包
有一个对应的函数叫做net_tx_action(),当一个soft interrupt NET_TX_SOFTIRQ发生时,它会被调用。它主要有两个任务:1)确保要发送的frame确实被dev_queue_xmit()发送了2)释放sk_buff。
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