linux内核源码剖析tcp ip实现，linux内核函数

云服务器测评

2025-1-10

linux相关教程

大家好，关于linux内核源码剖析tcp ip实现很多朋友都还不太明白，今天小编就来为大家分享关于linux内核函数的知识，希望对各位有所帮助！

arm嵌入式系统linux

不知道你要问的是什么

给你一个嵌入式Linux操作系统学习规划吧

希望对你有所帮助

ARM+LINUX路线，主攻嵌入式Linux操作系统及其上应用软件开发目标：

（1）掌握主流嵌入式微处理器的结构与原理（初步定为arm9）

（2）必须掌握一个嵌入式操作系统（初步定为uclinux或linux,版本待定）

（3）必须熟悉嵌入式软件开发流程并至少做一个嵌入式软件项目。

从事嵌入式软件开发的好处是：

（1）目前国内外这方面的人都很稀缺。这一领域入门门槛较高，所以非专业IT人员很难切入这一领域；另一方面，是因为这一领域较新，目前发展太快，大多数人无条件接触。

（2）与企业计算等应用软件不同，嵌入式领域人才的工作强度通常低一些（但收入不低）。

（3）哪天若想创业，搞自已的产品，嵌入式不像应用软件那样容易被盗版。硬件设计一般都是请其它公司给订做（这叫“贴牌”：OEM），都是通用的硬件，我们只管设计软件就变成自己的产品了。

（4）兴趣所在，这是最主要的。

从事嵌入式软件开发的缺点是：

（1）入门起点较高，所用到的技术往往都有一定难度，若软硬件基础不好，特别是操作系统级软件功底不深，则可能不适于此行。

（2）这方面的企业数量要远少于企业计算类企业。

（3）有少数公司经常要硕士以上的人搞嵌入式，主要是基于嵌入式的难度。但大多数公司也并无此要求，只要有经验即可。

（4）平台依托强，换平台比较辛苦。

兴趣的由来：

1、成功观念不同，不虚度此生，就是我的成功。

2、喜欢思考，挑战逻辑思维。

3、喜欢C

C是一种能发挥思维极限的语言。关于C的精神的一些方面可以被概述成短句如下：

相信程序员。

不要阻止程序员做那些需要去做的。

保持语言短小精干。

一种方法做一个操作。

使得它运行的够快，尽管它并不能保证将是可移植的。

4、喜欢底层开发，讨厌vb类开发工具（并不是说vb不好）。

5、发展前景好，适合创业，不想自己要死了的时候还是一个工程师。

方法步骤：

1、基础知识：

目的：能看懂硬件工作原理，但重点在嵌入式软件，特别是操作系统级软件，那将是我的优势。

科目：数字电路、计算机组成原理、嵌入式微处理器结构。

汇编语言、C/C++、编译原理、离散数学。

数据结构和算法、操作系统、软件工程、网络、数据库。

方法：虽科目众多，但都是较简单的基础，且大部分已掌握。不一定全学，可根据需要选修。

主攻书籍：the c++ programming language（一直没时间读）、数据结构-C2。

2、学习linux：

目的：深入掌握linux系统。

方法：使用linux—〉linxu系统编程开发—〉驱动开发和分析linux内核。先看深，那主讲原理。看几遍后，看情景分析，对照深看，两本交叉，深是纲，情是目。剖析则是0.11版，适合学习。最后深入代码。

主攻书籍：linux内核完全剖析、unix环境高级编程、深入理解linux内核、情景分析和源代。

3、学习嵌入式linux：

目的：掌握嵌入式处理器其及系统。

方法：（1）嵌入式微处理器结构与应用：直接arm原理及汇编即可，不要重复x86。

（2）嵌入式操作系统类：ucOS/II简单，开源，可供入门。而后深入研究uClinux。

（3）必须有块开发板（arm9以上），有条件可参加培训（进步快，能认识些朋友）。

主攻书籍：毛德操的《嵌入式系统》及其他arm9手册与arm汇编指令等。

4、深入学习：

A、数字图像压缩技术：主要是应掌握MPEG、mp3等编解码算法和技术。

B、通信协议及编程技术：TCP/IP协议、802.11，Bluetooth，GPRS、GSM、CDMA等。

2010-8-21 16:46回复

122.90.173.* 2楼

C、网络与信息安全技术：如加密技术，数字证书CA等。

D、DSP技术：Digital Signal Process，DSP处理器通过硬件实现数字信号处理算法。

说明：太多细节未说明，可根据实际情况调整。重点在于1、3，不必完全按照顺序作。对于学习c++，理由是c++不只是一种语言，一种工具，她还是一种艺术，一种文化，一种哲学理念、但不是拿来炫耀得东西。对于linux内核，学习编程，读一些优秀代码也是有必要的。

注意：要学会举一反多，有强大的基础，很多东西简单看看就能会。想成为合格的程序员，前提是必须熟练至少一种编程语言，并具有良好的逻辑思维。一定要理论结合实践。

不要一味钻研技术，虽然挤出时间是很难做到的，但还是要留点余地去完善其他的爱好，比如宇宙，素描、机械、管理，心理学、游戏、科幻电影。还有一些不愿意做但必须要做的！

技术是通过编程编程在编程编出来的。永远不要梦想一步登天，不要做浮躁的人，不要觉得路途漫上。而是要编程编程在编程，完了在编程，在编程！等机会来了在创业（不要相信有奇迹发生，盲目创业很难成功，即便成功了发展空间也不一定很大）。

嵌入式书籍推荐

Linux基础

1、《Linux与Unix Shell编程指南》

C语言基础

1、《C Primer Plus，5th Edition》【美】Stephen Prata着

2、《The C Programming Language, 2nd Edition》【美】Brian W. Kernighan David M. Rithie（K& R）着

3、《Advanced Programming in the UNIX Environment，2nd Edition》（APUE）

4、《嵌入式Linux应用程序开发详解》

Linux内核

1、《深入理解Linux内核》（第三版）

2、《Linux内核源代码情景分析》毛德操胡希明著

研发方向

1、《UNIX Network Programming》（UNP）

2、《TCP/IP详解》

3、《Linux内核编程》

4、《Linux设备驱动开发》（LDD）

5、《Linux高级程序设计》杨宗德著

硬件基础

1、《ARM体系结构与编程》杜春雷着

2、S3C2410 Datasheet

英语基础

1、《计算机与通信专业英语》

系统教程

1、《嵌入式系统――体系结构、编程与设计》

2、《嵌入式系统――采用公开源代码和StrongARM/Xscale处理器》毛德操胡希明着

3、《Building Embedded Linux Systems》

4、《嵌入式ARM系统原理与实例开发》杨宗德著

理论基础

1、《算法导论》

2、《数据结构（C语言版）》

3、《计算机组织与体系结构?性能分析》

4、《深入理解计算机系统》【美】Randal E. Bryant David O''Hallaron着

5、《操作系统：精髓与设计原理》

6、《编译原理》

7、《数据通信与计算机网络》

8、《数据压缩原理与应用》

C语言书籍推荐

1. The C programming language《C程序设计语言》

2. Pointers on C《C和指针》

3. C traps and pitfalls《C陷阱与缺陷》

4. Expert C Lanuage《专家C编程》

5. Writing Clean Code-----Microsoft Techiniques for Developing Bug-free C Programs

《编程精粹--Microsoft编写优质无错C程序秘诀》

6. Programming Embedded Systems in C and C++《嵌入式系统编程》

7.《C语言嵌入式系统编程修炼》

8.《高质量C++/C编程指南》林锐

尽可能多的编码，要学好C，不能只注重C本身。算法，架构方式等都很重要。

这里很多书其实是推荐而已，不必太在意，关键还是基础，才是重中之重！！！

tcp拥塞控制状态机在linux内核源码的什么位置

公平性

公平性是在发生拥塞时各

源端（或同一源端建立的不同TCP连接或UDP数据报）能公平地共享同一网络资源（如带宽、缓存等）。处于相同级别的源端应该得到相同数量的网络资源。产

生公平性的根本原因在于拥塞发生必然导致数据包丢失，而数据包丢失会导致各数据流之间为争抢有限的网络资源发生竞争，争抢能力弱的数据流将受到更多损害。

因此，没有拥塞，也就没有公平性问题。

TCP层上的公平性问题表现在两方面：

(1)

面向连接的TCP和无连接的UDP在拥塞发生时对拥塞指示的不同反应和处理，导致对网络资源的不公平使用问题。在拥塞发生时，有拥塞控制反应机制的TCP

数据流会按拥塞控制步骤进入拥塞避免阶段，从而主动减小发送入网络的数据量。但对无连接的数据报UDP，由于没有端到端的拥塞控制机制，即使网络发出了拥

塞指示（如数据包丢失、收到重复ACK等），UDP也不会像TCP那样减少向网络发送的数据量。结果遵守拥塞控制的TCP数据流得到的网络资源越来越少，

没有拥塞控制的UDP则会得到越来越多的网络资源，这就导致了网络资源在各源端分配的严重不公平。

网络资源分配的不公平反

过来会加重拥塞，甚至可能导致拥塞崩溃。因此如何判断在拥塞发生时各个数据流是否严格遵守TCP拥塞控制，以及如何“惩罚”不遵守拥塞控制协议的行为，成

了目前研究拥塞控制的一个热点。在传输层解决拥塞控制的公平性问题的根本方法是全面使用端到端的拥塞控制机制。

(2)一些TCP连接之间也存在公平性问题。产生问题的原因在于一些TCP在拥塞前使用了大窗口尺寸，或者它们的RTT较小，或者数据包比其他TCP大，这样它们也会多占带宽。

RTT不公平性

AIMD拥塞窗口更新策

略也存在一些缺陷，和式增加策略使发送方发送数据流的拥塞窗口在一个往返时延(RTT)内增加了一个数据包的大小，因此，当不同的数据流对网络瓶颈带宽进

行竞争时，具有较小RTT的TCP数据流的拥塞窗口增加速率将会快于具有大RTT的TCP数据流，从而将会占有更多的网络带宽资源。

附加说明

中美之间的线路质量不是很好，rtt较长且时常丢包。TCP协议是成也丢包，败也丢包；TCP的设计目的是解决不可靠线路上可靠传输的问题，即为了解决丢包，但丢包却使TCP传输速度大幅下降。HTTP协议在传输层使用的是TCP协议，所以网页下载的速度就取决于TCP单线程下载的速度（因为网页就是单线程下载的）。

丢包使得TCP传输速度大幅下降的主要原因是丢包重传机制，控制这一机制的就是TCP拥塞控制算法。

Linux内核中提供了若干套TCP拥塞控制算法，已加载进内核的可以通过内核参数net.ipv4.tcp_available_congestion_control看到。

Vegas

1994

年，Brakmo提出了一种新的拥塞控制机制TCP

Vegas，从另外的一个角度来进行拥塞控制。从前面可以看到，TCP的拥塞控制是基于丢包的，一旦出现丢包，于是调整拥塞窗口，然而由于丢包不一定是由

于网络进入了拥塞，但是由于RTT值与网络运行情况有比较密切的关系，于是TCP

Vegas利用RTT值的改变来判断网络是否拥塞，从而调整拥塞控制窗口。如果发现RTT在增大，Vegas就认为网络正在发生拥塞，于是开始减小拥塞窗

口，如果RTT变小，Vegas认为网络拥塞正在逐步解除，于是再次增加拥塞窗口。由于Vegas不是利用丢包来判断网络可用带宽，而是利用RTT变化来判断，因而可以更精确的探测网络的可用带宽，从而效率更好。然而Vegas的有一个缺陷，并且可以说致命的，最终影响TCP

Vegas并没有在互联网上大规模使用。这个问题就是采用TCP Vegas的流的带宽竞争力不及未使用TCP Vegas的流，

这是因为网络中路由器只要缓冲了数据，就会造成RTT的变大，如果缓冲区没有溢出的话，并不会发生拥塞，但是由于缓存数据就会导致处理时延，从而RTT变

大，特别是在带宽比较小的网络上，只要一开始传输数据，RTT就会急剧增大，这个在无线网络上特别明显。在这种情况下，TCP

Vegas降低自己的拥塞窗口，但是只要没有丢包的话，从上面看到标准的TCP是不会降低自己的窗口的，于是两者开始不公平，再这样循环下去，TCP

Vegas的效率就非常低了。其实如果所有的TCP都采用Vegas拥塞控制方式的话，流之间的公平性会更好，竞争能力并不是Vegas算法本身的问题。

适用环境：很难在互联网上大规模适用（带宽竞争力低）

2. Reno

Reno是目前应用最广泛且较为成熟的算法。该算法所包含的慢启动、拥塞避免和快速重传、快速恢复机制，是现有的众多算法的基础。从Reno运行机制中很容易看出，为了维持一个动态平衡，必须周期性地产生一定量的丢失，再加上AIMD机制--减少快，增长慢，尤其是在大窗口环境下，由于一个数据报的丢失所带来的窗口缩小要花费很长的时间来恢复，这样，带宽利用率不可能很高且随着网络的链路带宽不断提升，这种弊端将越来越明显。公平性方面，根据统计数据，Reno的公平性还是得到了相当的肯定，它能够在较大的网络范围内理想地维持公平性原则。

Reno算法以其简单、有效和鲁棒性成为主流，被广泛的采用。

但是它不能有效的处理多个分组从同一个数据窗口丢失的情况。这一问题在New Reno算法中得到解决。

基于丢包反馈的协议

近几年来，随着高带宽延时网络（High Bandwidth-Delay product network）的普及，针对提高TCP带宽利用率这一点上，又涌现出许多新的基于丢包反馈的TCP协议改进，这其中包括HSTCP、STCP、BIC-TCP、CUBIC和H-TCP。

总的来说，基于丢包反馈

的协议是一种被动式的拥塞控制机制，其依据网络中的丢包事件来做网络拥塞判断。即便网络中的负载很高时，只要没有产生拥塞丢包，协议就不会主动降低自己的

发送速度。这种协议可以最大程度的利用网络剩余带宽，提高吞吐量。然而，由于基于丢包反馈协议在网络近饱和状态下所表现出来的侵略性，一方面大大提高了网络的带宽利用率；但另一方面，对于基于丢包反馈的拥塞控制协议来说，大大提高网络利用率同时意味着下一次拥塞丢包事件为期不远了，所以这些协议在提高网络带宽利用率的同时也间接加大了网络的丢包率，造成整个网络的抖动性加剧。

友好性

BIC-TCP、

HSTCP、STCP等基于丢包反馈的协议在大大提高了自身吞吐率的同时，也严重影响了Reno流的吞吐率。基于丢包反馈的协议产生如此低劣的TCP友好

性的组要原因在于这些协议算法本身的侵略性拥塞窗口管理机制，这些协议通常认为网络只要没有产生丢包就一定存在多余的带宽，从而不断提高自己的发送速率。

其发送速率从时间的宏观角度上来看呈现出一种凹形的发展趋势，越接近网络带宽的峰值发送速率增长得越快。这不仅带来了大量拥塞丢包，同时也恶意吞并了网络

中其它共存流的带宽资源，造成整个网络的公平性下降。

3. HSTCP(High Speed TCP)

HSTCP(高速传输控制协议)是高速网络中基于AIMD(加性增长和乘性减少)的一种新的拥塞控制算法,它能在高速度和大时延的网络中更有效地提高网络的吞吐率。它通过对标准TCP拥塞避免算法的增加和减少参数进行修改，从而实现了窗口的快速增长和慢速减少，使得窗口保持在一个足够大的范围，以充分利用带宽，它在高速网络中能够获得比TCP

Reno高得多的带宽，但是它存在很严重的RTT不公平性。公平性指共享同一网络瓶颈的多个流之间占有的网络资源相等。

TCP发送端通过网络所期望的丢包率来动态调整HSTCP拥塞窗口的增量函数。

拥塞避免时的窗口增长方式： cwnd= cwnd+ a(cwnd)/ cwnd

丢包后窗口下降方式：cwnd=(1-b(cwnd))*cwnd

其中，a(cwnd)和

b(cwnd)为两个函数，在标准TCP中，a(cwnd)=1，b(cwnd)=0.5，为了达到TCP的友好性，在窗口较低的情况下，也就是说在非

BDP的网络环境下，HSTCP采用的是和标准TCP相同的a和b来保证两者之间的友好性。当窗口较大时（临界值LowWindow=38），采取新的a

和b来达到高吞吐的要求。具体可以看RFC3649文档。

4. westwood

无线网络中，在大量研究的基础上发现tcpwestwood是一种较理想的算法，它的主要思想是通过在发送端持续不断的检测ack的到达速率来进行带宽估计，当拥塞发生时用带宽估计值来调整拥塞窗口和慢启动阈值，采用aiad(additive increase and

adaptive decrease)拥塞控制机制。它不仅提高了无线网络的吞吐量,而且具有良好的公平性和与现行网络的互操作性。存在的问题是不能很好的区分传输过程中的拥塞丢包和无线丢包，导致拥塞机制频繁调用。

5. H-TCP

高性能网络中综合表现比较优秀的算法是：h-tcp，但它有rtt不公平性和低带宽不友好性等问题。

6. BIC-TCP

BIC-TCP的缺点：首先就是抢占性较强，BIC-TCP的增长函数在小链路带宽时延短的情况下比起标准的TCP来抢占性强，它在探测阶段相当于是重新启动一个慢启动算法，而TCP在处于稳定后窗口就是一直是线性增长的，不会再次执行慢启动的过程。其次，BIC-TCP的的窗口控制阶段分为binary

search increase、max probing，然后还有Smax和Smin的区分，这几个值增加了算法上的实现难度，同时也对协议性能的分析模型增加了复杂度。在低RTT网络和低速环境中，BIC可能会过于“积极”，因而人们对BIC进行了进一步的改进，即CUBIC。是Linux在采用CUBIC之前的默认算法。

7. CUBIC

CUBIC在设计上简化了BIC-TCP的窗口调整算法，

在BIC-TCP的窗口调整中会出现一个凹和凸(这里的凹和凸指的是数学意义上的凹和凸，凹函数/凸函数)的增长曲线，CUBIC使用了一个三次函数(即

一个立方函数)，在三次函数曲线中同样存在一个凹和凸的部分，该曲线形状和BIC-TCP的曲线图十分相似，于是该部分取代BIC-TCP的增长曲线。另

外，CUBIC中最关键的点在于它的窗口增长函数仅仅取决于连续的两次拥塞事件的时间间隔值，从而窗口增长完全独立于网络的时延RTT，之前讲述过的HSTCP存在严重的RTT不公平性，而CUBIC的RTT独立性质使得CUBIC能够在多条共享瓶颈链路的TCP连接之间保持良好的RTT公平性。

CUBIC is a congestion control protocol for TCP(transmission control protocol) and thecurrent default TCP algorithm in Linux.

The protocol modifies the linear window

growth function of existing TCP standards to be a cubic function in

order to improve the scalability of TCP over fast and long distance

networks. It also achieves more equitable bandwidth allocations among

flows with different RTTs(round trip times) by making

the window growth to be independent of RTT– thus those flows grow

their congestion window at the same rate. During steady state, CUBIC

increases the window size aggressively when the window is far from the

saturation point, and the slowly when it is close

to the saturation point.This feature allows

CUBIC to be very scalable when the bandwidth and delay product of the

network is large, and at the same time, be highly stable and also fair

to standard TCP flows.

8. STCP

STCP，Scalable tcp。

STCP算法是由 Tom Kelly于 2003年提出的,通过修改 TCP的窗口增加和减少参数来调整发送窗口大小,以适应高速网络的环境。该算法具有很高的链路利用率和稳定性，但该机制窗口增加和 RTT成反比,在一定的程度上存在着

RTT不公平现象,而且和传统 TCP流共存时,过分占用带宽,其 TCP友好性也较差。

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