花5分鐘瞭解一下linux套接口層

當初我學習linux套接口編程的時候，就有個疑問，要想編寫一個socket程序，首先得先調用socket函數，返回一個socket描述符，緊接著還有綁定端口和ip等，於是，我抽出時間，閱讀linux內核中的套接口的源碼，才明白是怎麼回事，今天就把我學的東西與大家進行分享，當然一篇文章不能介紹所有的內容，我就一篇一篇的寫，給大家進行介紹，文章的更新，得看我的自由時間了，好了，開始吧。

現如今，套接口已經成為通用的網絡編程的接口，大家所熟悉的操作系統，基本都支持套接口的網絡編程，套接口之所以受到廣大的應用，是因為套接口它的設計，它幫我們屏蔽了底層的具體細節，應用程序無需關心底層的具體實現，而是藉助套接口層將應用程序的請求映射到具體的協議上，見下圖所示：

圖1

從上圖我們知道，應用程序通過系統調用切換到內核空間，在內核空間調用套接口函數去處理應用程序的請求，具體調用TCP的接口還是UDP的接口，取決於套接口中的proto_ops中的函數。proto_ops的賦值取決於family。後續代碼分析的時候會講到。

接下來我們看一看套接口層最核心的數據結構，socket：

圖2

socket_state state:

這個變量用於表示套接口所處於的狀態，這些狀態僅僅對TCP有用。

圖2

const struct proto_ops*ops:

指定了套接口對應的傳輸層類型的調用接口，用來將套接口映射到對應的傳輸層的實現，主要的類型如下：

圖3

struct file*file:

存儲了與該套接口綁定的文件結構，具體後續章節會講到。

從上述的介紹我們知道，struct proto_ops*ops這個數據結構是socket的核心的結構，因為通過它可以調用傳輸層的真正的實現。

而這種設計，恰恰是我們可以學習的，也是linux內核比較優秀的設計思想，這種屏蔽底層細節的設計，在未來的項目中，我們可以用到。