8.3. 数据包接收概述

为更好地分析网络瓶颈和性能问题，您需要直到数据包接收的原理。数据包接收对网络性能调节来说很重要，因为接收路径是经常会丢帧的地方。在接收路径丢帧可能会造成对网络性能的极大负面影响。

图 8.1. 网络接收路径图表

Linux 内核接收每一帧，并将其送入四步处理过程：

硬件接收：网卡（NIC）接收传送的帧。根据其驱动程序配置，NIC 可将帧传送到内部硬件缓冲内存或者指定的环缓存。
Hard IRQ：NIC 通过中断 CPU 插入网络帧。这样可让 NIC 驱动程序意识到该中断并调度 soft IRQ 操作。
Soft IRQ：这个阶段采用实际接收进程，并在 softirq 环境中运行。就是说这个阶段会预先清空所有在指定 CPU 中运行的程序，但仍允许插入 hard IRQ。
在这个环境中（与 hard IRQ 在同一 CPU 中运行，以便尽量减少锁定消耗），该内核会删除 NIC 硬件缓存以及它通过网络栈的进程中的帧。从那里开始，可将帧转发、忽略或者传递给目标侦听插槽。
传递给插槽后，该帧就会被附加到拥有该插槽的程序中。这个过程会以互动方式进行直到 NIC 硬件缓存超出帧外，或者直到达到设备加权（dev_weight）。有关设备加权的详情请参考第 8.4.1 节 “NIC 硬件缓冲”。
程序接收：程序接受帧并使用标准 POSIX 调用（read, recv, recvfrom）从任意拥有的插槽中退出队列。此时从网络中接收到的数据不再存在于网络栈中。

要维护接收路径的高流量，建议您让 L2 缓存处于热状态。如前所述，网络缓冲由作为 IRQ 的显示其存在的同一 CPU 接收。就是说该缓存数据将位于接收 CPU 的 L2 缓存中。

要利用这个功能，请在要接收共享 L2 缓存同一核的 NIC 中的大多数数据的程序中配置进程亲和性。这样可已最大化缓存成功率，并籍此提高性能。