传输层(例如 UDP、TCP)通常由操作系统处理吗?

传输层(例如 UDP、TCP)通常由操作系统处理吗?

我对网络还很陌生,并且很难理解这一点。

我知道 Internet 协议套件中的传输层(至少是 UDP 和 TCP 协议)包含源和目标端口号,并且有与该端口号关联的机器上运行的应用程序。

因此,当来自互联网的帧到达机器时,操作系统是否执行传输层的功能(保证交付等),然后将有效载荷转发给应用程序?挂号的本身与操作系统在帧的传输层指定的目标端口号?

有人可以提供更详细的解释,说明操作系统如何做到这一点吗?(例如,它是操作系统内置内核的一部分吗?操作系统如何掌握框架?等等)

答案1

问题的简要回答:网络接口硬件/固件和操作系统完成所有这些工作。

更准确地说,涉及几个驱动程序。设备通常覆盖 OSI 第 1 层(物理)和第 2 层(数据链路),即物理信号(电、无线电)和位之间的转换以及将它们分组到帧由硬件/固件完成。设备驱动程序控制相应的功能。第 3 层(网络)和第 4 层(传输)由操作系统覆盖,尽管特权用户空间进程可以访问数据。

操作系统如何获取框架?

一旦网络接口有可用的帧,它就会触发中断,因此内核可以从相应的 I/O 内存区域读取它。

帧头数据指示如何处理该帧。如果内核(更准确地说:网络驱动程序)知道有效负载的类型(例如 IPv4 或 IPv6),则数据包(在剥离第 2 层报头和尾部后)将传递到相应的网络层驱动程序。

它将处理网络层协议的所有特性,例如分片和重组、校验和计算和验证等,以及所有网络层特定任务,例如路由和数据包过滤。根据有效负载(TCP、UDP、ICMP、ICMPv6、GRE、SCTP、DCCP 等),数据包将进一步传递到相应的传输层驱动程序。它将处理所有传输层特定内容;对于面向连接的协议(如 TCP),这意味着例如跟踪连接状态、维护队列和进行簿记;另一件事是拥塞控制。

一旦数据包通过了该层,它就会被进一步向上传递(再次剥离传输层报头),但这次是传递到用户空间进程。用户空间进程实际上看不到任何较低级别的处理。

现在,可以从用户空间访问和处理原始数据(例如帧),您可以使用 libpcap 等软件来实现这一点。但是,在内核中执行所有这些操作效率更高。

答案2

传输层在哪里运行?在 stackoverflow 上

EJP 的回答:

它是操作系统的一部分吗?

是的。

它是在自己的进程或线程中运行吗?

不,它作为操作系统的一部分运行。

如何将信息传递给其他应用程序

通过系统调用,例如 Berkeley Sockets API、WinSock 等。

或者深入到其他层?

通过内部内核 API。

也请参阅其他答案。

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