一，网络装备总体布局
1.1 总体架构
SOC即主控芯片，现在大部门内部集成MAC模块，通过RMII和PHY芯片毗连，RMII接口举行的是网络数据的传输，MDIO总线，设置PHY芯片寄存器。
1.2 NAPI数据处理处罚机制
比如现在有网络数据输入，不大概一有数据传输过来，就实验克制，那么会不绝占据克制，斲丧CPU处理处罚时间，如果接纳轮询的方式，每隔肯定时间查询一下是不是有数据了，如许处理处罚就不实时。因此出现NAPI（New API）技能，将克制和轮询联合，接纳克制叫醒数据吸收服务步调，在克制吸收服务步调中接纳轮询的方式处理处罚数据，进步数据包吸收服从，镌汰克制处理处罚时间。
二，RMII和MDIO
2.1 RMII接口
RMII（Reduced Media Independent Interface），是MII接口的精简版本，相对于MII少了9跟线，方便板子布线。
TX_EN：发送使能信号。
TXD[1:0]:发送数据信号线，两根。
RXD[1:0]：吸收数据信号线，两根。
CRS_DV:吸收数据有用和载波侦听信号联合。
REF_CLK:参考时钟，由外部时钟源提供，频率为50MHZ。
2.2 MDIO接口
MDIO（Management Data Input/Output）,即管理数据输入输出接口，两线串行接口，一根MDIO数据线，一根MDC时钟线。PHY驱动通过这两根线，访问PHY上面的恣意寄存器，PHY驱动也可以通过这两根线，毗连最多32个PHY，包管每个PHY器件地点差别，同一时候只能对一个PHY芯片举行利用，雷同于I2C，由下面的读写利用，和I2C读写不一样的，不外大要上相似。
数据帧（32位）：| 前导码(32位) | ST(2) | OP(2) | PHYAD(5) | REGAD(5) | TA(2) | DATA(16) |
ST(Start)：01表现帧开始。
OP(Operation)：10表现写，01表现读。
PHYAD：PHY地点(0-31)，由于是5位，因此有32种结果，十进制的话就是0到31。
REGAD：寄存器地点(0-31)。
TA(Turnaround)：读利用时MDIO方向切换周期。
DATA：16位读写数据。
写利用：①拉高MDIO，天生MDC时钟②发送32位全为1的前导码③发送起始位01④发送利用码，10表现写⑤发送PHY地点⑥发送寄存器地点⑦发送两位10TA，表现不消切换方向⑧发送16位数据⑨MDIO开释总线
读利用：①发送前导码和起始位②发送利用码01，表现读③发送PHY地点④发送寄存器地点⑤发送TA，切换数据传输方向⑥PHY装备MDIO返回两位TA(00)+16位数据⑦开释总线
三，MAC和PHY模块
3.1 MAC模块
即底层网络数据处理处罚的驱动步调，团体围绕net_device这个具体网络装备，接纳的是platform 驱动框架，创建出fec_driver布局体，包罗probe函数和remove函数，probe函数告急是注册和初始化的相干工作，具体对数据的处理处罚在ops利用函数内里，当打开网卡时，fec_enet_open函数实验,申请数据缓冲区，包罗发送队列和吸收队列缓冲区，探测并毗连对应的PHY装备，使能NAPI调理，开启PHY装备，激活发送队列等工作。应用层有数据要发送，即sk_buff，会触发克制，克制函数中对NAPI举行调理，使能NAPI的poll轮询函数，雷同于克制的上半部和下半部处理处罚机制，在轮询函数中，真正的对数据举行处理处罚，sk_buff一样平常会被网卡大概协议栈举行分段处理处罚（数据包较大）。
3.2 PHY模块
接纳的是装备，总线，驱动框架，即PHY装备驱动，MDIO总线，PHY具体装备。phy_driver表现驱动，接纳phy_device表现PHY装备，函数get_phy_device获取PHY装备，具体内容包罗：获取PHY ID，对phy_device布局体中的成员举行初始化，总线有相应的文件。
四，网络模子
4.1 网络的OSI和TCP/IP分层模子
4.1.1 传输层：TCP和UDP
4.1.1.1 TCP
Source Port：源端口，标识哪个应用步调发送，16bit。
Destination Port:目的端口，标识哪个应用步调吸收，16bit。
比如欣赏网页**，客户端网页欣赏器向服务器网站**哀求下载网页，客户端向服务器发了一个哀求报文，这个报文的源端口就是客户网页欣赏器的端口，目的端口就是网站服务器端口（HTTP应用）。
Sequence Number:序列号字段，每个TCP报文都有序列号，32bit。
Acknowledgment Number:确认号，对收到的报文举行确认，序列号和确认号，是为了包管每个发送已往的包，对方都能收到，我发出一个带有序列号的包，对方就要回一个带有确认号的包，这俩号是有肯定关系的。
Header Length：头部长度，TCP报文头部长度，不是数据长度。
Control bits：控制位，有FIN,ACK,SYN标志位。
Window：窗口值，表现当前吸收端可以或许吸收的最大数据总数，以字节为单元，就是吸收方告诉发送方，能吸收的本领
Checksum：校验字段。
① 三次握手
三次握手是创建毗连用的，SYN,ACK是控制位①PC1发送握手哀求，SYN置位为1，序列号Seq为a，Ack为0，发送给PC2。②PC2吸收到信号，要给PC1反馈个信息，让PC1知道PC2准备好了，而且PC2也想知道PC1是不是准备好了，发送一个序列号为b（恣意），Ack信号为a+1（表现PC2准备好了）此时的控制位SYN和ACK置位。③PC1想让PC2知道，他也准备好了，于是会再反馈一个信号，序列号Seq为a+1（PC1的第一个信号a，因此下一个信号a+1），Ack信号为b+1（表现准备好了）。PC1准备好，PC2也准备好，就创建其毗连。
② 确认机制
确认机制就是判断每个TCP的数据包，发送已往以后，对方是否能吸收到。在三次握手创建毗连后，PC1发送一个数据包，Seq为a+1，Ack为b+1，载荷长度为12，当PC2吸收到这个数据包后，会给PC1反馈一个Seq为b+1，Ack为PC1的Seq（a+1）+载荷（12），即a+1+12，PC2的载荷为0，此数据包发送给PC1，表现PC2吸收到PC1发送的数据包了。
③ 四次挥手
四次挥手是在发送竣事时间用的，通讯时双向的，当PC1发送竣事，会给PC2发送一个数据包，控制位的FIN置位，ACK置位，序列号Seq=101，Ack=301,PC2吸收到PC1这个数据竣事的数据包，会给PC1发送一个Seq=PC1的Ack，即301，Ack为PC1的Seq（101）+1=102，此时控制位ACK置位。同样PC2发送完数据，也会和PC1这个过程雷同。四次挥手后，TCP毗连断开。
4.1.1.2 UDP
Source Port：源端口，标识哪个应用步调发送，16bit。
Destination Port:目的端口，标识哪个应用步调吸收，16bit。
Length：报文总长度。
UDP模式加上端标语后，直接发送即可，不消在乎目的地点信息是否有反馈。
4.1.2 网络层
网络层吸收到传输层发来的数据，会封装一个IP报文头部，把源IP地点和目的IP地点放到头部中，中央颠末网络装备，比如路由器，路由器内部有路由表，读取IP数据包的目的IP地点，转发这个数据包。
4.1.3 物理链路层
传输层（网线，光纤）→网络层（路由器）→物理链路层（互换机）。在物理链路层，会给IP数据包，加上MAC地点，在互换机中，根据这个MAC地点，将数据包发送到具体装备，比如主机上。具体怎么获取MAC地点，是通过ARP哀求，源Host A会给Host B发送一个ARP哀求，带有Host B这个目的IP，Host B吸收到这个ARP哀求后，会反馈带有Host A的IP地点和Host B的MAC地点的数据包。
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