一. 前言

  三次握手的基本知识在前文中已说明，本文从源码入手来详细分析其实现原理。

一. 前言

  自TCP诞生以来就改变了网络通信的格局，而TCP协议随着网络基础设施的发展也在一路演进，形成了如今庞大复杂的TCP协议簇。如何深入理解TCP的设计理念以及几十年以来TCP协议的演进，有利于更好地了解网络编程。很多人不懂TCP，很多人了解并会用TCP但不知道其设计理念，但是这些才是网络编程的精粹所在。本文旨在从设计思路出发，更多的分析为什么要这么做而不是TCP是怎么做的，但是碍于自身水平所限，可能视野较为狭隘，疏漏错误之处请不吝指正。本文阅读的前提要求至少学习过《计算机网络》，看过《TCP/IP详解》及相关的RFC文档更佳。

一. 前言

  在前面我们逐一分析了进程间通信的各种方法：信号，管道，共享内存和信号量，本文开始将分析更为复杂也是更为常用的另一套进程间通信：网络通信。网络通信和其他进程间通信最大的区别在于不局限于单机，因此成为了互联网时代的主流选择，无论是分布式、云计算、微服务、容器及自动化运营都离不开网络通信，其重要性可想而知。

  经过30多年的发展，网络协议栈已经变得极为复杂，远远不是一两篇文章能够说清楚的东西，所以这里着重剖析我们更为关注的东西：网络编程涉及到的相关协议栈。从本文开始，将分别介绍套接字及其创建、网络连接的建立、网络包的发送、网络包的接收、Netfilter剖析、select, poll 及 epoll剖析。除此之外，介于之前有新同学请教TCP的一些基础问题，打算写一篇扩展篇从设计理念的角度出发好好分析TCP协议的方法面面。

一. 前言

  本文为进程间通信的最后一篇，介绍共享内存和信号量。之所以将二者一起叙述，是因为二者有着密不可分的关系。共享内存会利用虚拟内存和物理内存的映射关系，让不同进程开辟一块虚拟空间映射到相同的物理内存上，从而实现了两个进程对相同区域的读写，即进程间通信。而信号量则实现了互斥锁，可以为共享内存提供数据一致性的保证，因此二者常结合使用。

一. 前言

  上文中我们介绍了进程间通信的方法之一：信号，本文将继续介绍另一种进程间通信的方法，即管道。管道是Linux中使用shell经常用到的一个技术，本文将深入剖析管道的实现和运行逻辑。

一. 前言

  众所周知，System V IPC进程间通信机制体系中有着多种多样的进程间通信方式，如管道和有名管道，消息队列，信号，共享内存和信号量，套接字。从本文开始我们就逐个剖析进程间通信的机制和底层原理，就从信号开始讲起吧。

一. 前言

  在前面的文章里，我们多次见到了中断的作用，如任务调度，系统调用从用户态陷入内核，文件系统的读写操作等。本文就Linux的中断机制进行较为全面的剖析。

一. 前言

  上文我们分析了字符设备，本文接着分析块设备。我们首先分析块设备的基本结构体，然后分析块设备生成、加载的整个过程，最后分析块设备的直接I/O访问和缓存I/O访问。

一. 前言

  上文中我们分析了虚拟文件系统的结构以及常见的文件操作从用户态到虚拟文件系统再到底层实际文件系统的过程。而实际上我们并没有说明实际的文件系统如ext4是如何和磁盘进行交互的，这就是本文和下篇文章的重点：I/O之块设备和字符设备。输入输出设备我们大致可以分为两类：块设备（Block Device）和字符设备（Character Device）。

• 块设备将信息存储在固定大小的块中，每个块都有自己的地址。如硬盘就是常见的块设备。

• 字符设备发送或接收的是字节流，而不用考虑任何块结构，没有办法寻址。如鼠标就是常见的字符设备。

  本文首先介绍虚拟文件系统下层直至硬件输入输出设备的结构关系，然后重点分析字符设备相关的整体逻辑情况。

一. 前言

  基于上文介绍的文件系统的基本结构，本文将继续深入Linux文件系统的精髓所在：虚拟文件系统。操作文件的本质是将磁盘文件数据映射到进程中，上文的文件系统是如何存储文件数据，而从进程如何映射到该文件系统，中间还有一系列的过程，主要包括

• 进程发出文件操作命令，通过系统调用如sys_open、sys_read、sys_write调用相应内核函数
• 在内核中为进程打开的文件和系统文件创建数据结构进行维护
• 通过虚拟文件系统对各种不同的文件系统操作，如I/O设备、管道、进程间通信、网络等进行抽象并统一接口
• 实现虚拟文件系统和实际文件系统如ext4的挂载
• 提供文件系统和I/O设备层的设备驱动接口及加快读写效率的缓存