【网络】【Linux】Linux内核中连接的组织形式与全连接队列

Linux内核中连接的组织形式与全连接队列

1.前言

TCP是面向连接的，TCP的各种可靠性机制实际都不是从主机到主机的，而是基于连接的。

比如一台服务器启动后可能有多个客户端前来访问，如果TCP不是基于连接的，也就意味着服务器端只有一个接收缓冲区，此时各个客户端发来的数据都会拷贝到这个接收缓冲区当中，此时这些数据就可能会互相干扰。

而我们在进行TCP通信之前需要先建立连接，就是因为TCP的各种可靠性保证都是基于连接的，要保证传输数据的可靠性的前提就是先建立好连接。

而一台机器上可能会存在大量的连接，此时操作系统就不得不对这些连接进行管理。

操作系统在管理这些连接时需要“先描述，再组织”，在操作系统中一定有一个描述连接的结构体，该结构体当中包含了连接的各种属性字段，所有定义出来的连接结构体最终都会以某种数据结构组织起来，此时操作系统对连接的管理就变成了对该数据结构的增删查改。
建立连接，实际就是在操作系统中用该结构体定义一个结构体变量，然后填充连接的各种属性字段，最后将其插入到管理连接的数据结构当中即可。
断开连接，实际就是将某个连接从管理连接的数据结构当中删除，释放该连接曾经占用的各种资源。

以上都是理论层次的理解，那我们今天就具体地探究Linux源码中连接是如何组织起来的：

网络通信本质上也是IO的过程，而且之前我们也说过调用send、recv等函数本质上是向Tcp维护的发送缓冲区、接收缓冲区写入和读出数据，既然是IO操作，所以一个套接字的本质其实就是一个文件描述符对应的文件。Linux下一切皆文件。

一个服务器本质上就是一个进程，而进程到文件的关系我们早已经在系统部分学习过：

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当我们创建套接字时，Linux系统还会为我们创建一个新的结构体对象struct socket：

我们观察到这个结构体内部包含了一个struct file类型的指针，该指针指向的就是该套接字对应的文件对象，所以我们此时可以通过该套接字找到对应的文件了，但是更重要的是我们需要通过文件描述符找到对应的套接字呢呀，现在只有一个单向的指针，即我现在需要从文件找到对应的套接字对象。