深度剖析：Linux TCP 代码-猿码集

1. Linux TCP代码简介

Linux TCP（Transmission Control Protocol）是Linux操作系统内核中的网络传输协议之一。它负责在计算机网络之间传输数据，确保数据的可靠性和有序性。本文将深入剖析Linux TCP代码，从源码层面解读其工作原理。

2. TCP连接的建立

2.1 建立连接的三次握手

在使用TCP传输数据之前，发送方和接收方需要建立连接。建立连接的过程采用三次握手的机制：

struct tcp_sock *tcp_create_openreq_child(const struct sock *sk,
                                               struct request_sock *req,
                                               struct sk_buff *skb,
                                               const struct request_sock_ops *ops)
{
    struct tcp_sock *child;
    struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
  
    child = inet_csk_clone_sock(sk, req);
    if (child) {
        smp_rmb();
        tcp_child_process(sk, skb, req, child, ops);
        tcp_reset_skb_and_freechild(child, skb);
    }
}

上述代码是在Linux内核中创建TCP连接的函数之一。它首先通过inet_csk_clone_sock函数克隆一个与原始套接字相关联的子套接字，然后调用tcp_child_process函数来处理子套接字的进一步操作。

2.2 源码剖析

深入理解tcp_create_openreq_child函数的源码可以发现，它通过调用inet_csk_clone_sock函数克隆一个与原始套接字相关联的子套接字，并通过tcp_child_process函数处理子套接字的进一步操作。

在这个过程中，涉及到了子套接字的一系列初始化操作，包括将父套接字的状态复制到子套接字、为子套接字分配内存空间、设置子套接字的一些基本属性等。

值得注意的是，在进行TCP连接的建立过程中，源码中还涉及了很多其他的函数和数据结构，这些部分在源码中都有相应的注释，可以进一步深入学习。

3. TCP数据的传输

3.1 数据分段与拥塞控制

TCP传输数据时，会将发送的数据分成多个小的数据段进行传输，每个数据段都包含TCP协议标头和数据部分。这样的分段机制可以提高传输的效率，也可以更好地适应网络环境的变化。

TCP还实现了拥塞控制机制，用于控制发送方的传输速率，避免网络出现拥塞。在数据传输过程中，如果网络负载过高或者发生拥塞，TCP会自动调整发送速率，以确保数据的可靠传输。

static void tcp_ack(struct sock *sk, const struct sk_buff *skb,
                    const struct tcphdr *th, int *acked)
{
    struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
  
    tcp_update_scoreboard(tp, TCP_SKB_CB(skb)->seq);
   
    tcp_verify_left_out(tp);
  
    *acked = tcp_acked(tp, skb);
  
    tcp_xmit_retransmit_timer(sk);
}

上述代码是TCP传输数据时处理ACK（确认应答）的函数之一。它首先通过调用tcp_update_scoreboard函数更新接收方的窗口信息，然后调用tcp_acked函数计算已确认的字节数，最后通过调用tcp_xmit_retransmit_timer函数触发重传机制。

3.2 源码剖析

深入理解tcp_ack函数的源码可以发现，在接收到对方发送的ACK报文之后，TCP会将该ACK报文的确认序号更新到接收方的窗口信息中，并通过计算已确认的字节数来判断是否有数据被确认。

如果确认的字节数大于0，则说明对方已成功接收了数据，发送方可以继续发送后续的数据；否则，发送方需要重新发送之前未被确认的数据。

在这个过程中，源码中还涉及了许多其他的函数和数据结构，例如窗口信息的维护、计算已确认的字节数的方法等，这些部分可以进一步学习理解。

4. TCP连接的关闭

4.1 关闭连接的四次挥手

TCP连接的关闭需要进行四次挥手的过程，确保双方都确认关闭连接：

void tcp_enter_time_wait(struct sock *sk)
{
    struct inet_timewait_sock *tw = inet_twsk(sk);
    struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
    inet_twsk_schedule(sk, TCP_TIME_WAIT_LEN);
    if (tw->tw_timeout)
        inet_twsk_reschedule(sk, tw->tw_timeout);
    else
        inet_twsk_reset_timer(sk, tw, TCP_TIME_WAIT, TCP_TIME_WAIT);
}

上述代码是进入TIME_WAIT状态的函数之一。它通过调用inet_twsk_schedule函数设置定时器，并通过调用inet_twsk_reschedule或inet_twsk_reset_timer函数根据定时器的超时时间进行定时器的设置。

4.2 源码剖析

在理解tcp_enter_time_wait函数的源码时可以发现，进入TIME_WAIT状态时，TCP会设置一个定时器，等待一段时间后才彻底关闭连接。

这是为了确保双方都确认关闭连接，并等待一段时间以处理可能在网络中尚未到达的延迟报文。在等待的过程中，TCP会设置定时器，并根据定时器的超时时间进行定时器的设置。

需要注意的是，在进行TCP连接的关闭过程中，源码中还涉及了其他的函数和数据结构，例如定时器的操作、定时器超时的处理等，这些部分可以进一步学习掌握。

5. 总结

本文对Linux TCP的代码进行了深度剖析，从TCP连接的建立、数据的传输到连接的关闭，详细解读了相应的源码，并结合具体的函数和数据结构进行了剖析和解释。

对Linux TCP代码的深入理解可以帮助我们更好地理解TCP协议的工作原理，并且可以为后续的网络应用和系统调优提供基础。通过阅读源码，并结合实际应用场景，可以进一步学习和掌握TCP协议的相关知识。

对于进一步深入学习的同学，建议多阅读相关的网络通信资料和参考各种网络编程的案例，加深对TCP协议的理解，并通过实际的代码实现来巩固学习成果。

深度剖析：Linux TCP 代码