c - tcp（内核）绕过是如何实现的？

Question

假设我想避免 linux 内核在处理传入数据包时的开销，而是想直接从用户空间获取数据包。我用谷歌搜索了一下，似乎需要做的就是使用带有一些套接字选项的原始套接字。是这样吗？还是比这更复杂？如果是这样，我可以用谷歌搜索或参考什么来实现这样的东西？

Answer 1

有许多技术可以通过内核绕过进行联网。

首先，如果您要向同一台机器上的另一个进程发送消息，您可以通过共享内存区域来执行此操作，而无需跳转到内核。

在不涉及内核的情况下通过网络传递数据包变得更加有趣，并且涉及可以直接访问用户内存的专用硬件。这个想法被称为 RDMA。

这是它可以工作的一种方式（这就是 InfiniBand 硬件所做的）。应用程序向 RDMA 硬件注册一个内存缓冲区。该缓冲区固定在物理内存中，因为将其换出显然会很糟糕（因为硬件将继续写入物理内存区域）。控制区域也映射到用户空间内存中。当应用程序准备好使用缓冲区发送或接收消息时，它会向控制区域写入命令。硬件从一端的注册缓冲区中获取数据，并将其放入另一端的另一个注册缓冲区中。

显然，这太低级了，因此有一些抽象可以使 RDMA 硬件的编程更容易。OFED 动词就是这样一种抽象。

InfiniBand 软件堆栈有一个额外的有趣之处：用于与现有应用程序兼容的套接字直接协议 (SDP)。它通过插入将标准套接字 API 调用转换为 IB 动词的 LD_PRELOAD 垫片来工作。

InfiniBand 正是我最熟悉的。从程序员的角度来看，RoCE/iWARP 硬件非常相似，但使用的传输方式与 InfiniBand 不同（TCP 在 iWarp 中使用卸载引擎，在 RoCE 中使用以太网）。RDMA 还有其他方法（例如，Quadrics）。