【socket】网卡内部缓冲区、socket缓冲区、滑动窗口-程序员宅基地

技术标签: 网络  linux  编程  # linux  

一、网卡内部缓冲区

网卡内部的缓冲区,通常称为环形缓冲区(Ring Buffer)。环形缓冲区是一种用于数据存储和数据传输的结构,它允许数据在网络接口卡(网卡)和计算机操作系统之间进行高效传输。

当网卡接收到数据时,它会将数据暂存到其内部的环形缓冲区中。然后,操作系统可以从环形缓冲区中读取这些数据,并进行进一步的处理。这种机制允许网卡和操作系统之间实现高效的数据传输,同时减轻了CPU的负担。

环形缓冲区的优点是它可以循环使用,当缓冲区满时,新的数据可以覆盖旧的数据。此外,使用环形缓冲区还可以实现并发读写,提高数据传输的效率。

二、网卡内部缓冲区示例

以下是一个简单的C语言示例,用于模拟网卡内部缓冲区(环形缓冲区)的基本操作。这个示例展示了如何创建一个环形缓冲区,以及如何进行数据的写入和读取。

#include <stdio.h>  
#include <stdint.h>  
  
#define BUFFER_SIZE 256  
  
typedef struct {  
    uint8_t data[BUFFER_SIZE];  
    int head; // 指向缓冲区的头部  
    int tail; // 指向缓冲区的尾部  
} RingBuffer;  
  
// 初始化环形缓冲区  
void init_ring_buffer(RingBuffer *buffer) {  
    buffer->head = 0;  
    buffer->tail = 0;  
}  
  
// 向环形缓冲区写入数据  
int write_ring_buffer(RingBuffer *buffer, uint8_t *data, int size) {  
    int available_space = (buffer->head - buffer->tail - 1 + BUFFER_SIZE) % BUFFER_SIZE;  
    if (size > available_space) {  
        return -1; // 缓冲区溢出  
    }  
    for (int i = 0; i < size; i++) {  
        buffer->data[(buffer->tail + i) % BUFFER_SIZE] = data[i];  
    }  
    buffer->tail = (buffer->tail + size) % BUFFER_SIZE;  
    return size;  
}  
  
// 从环形缓冲区读取数据  
int read_ring_buffer(RingBuffer *buffer, uint8_t *data, int size) {  
    int available_data = (buffer->tail - buffer->head + BUFFER_SIZE) % BUFFER_SIZE;  
    if (size > available_data) {  
        return -1; // 没有足够的数据可读  
    }  
    for (int i = 0; i < size; i++) {  
        data[i] = buffer->data[(buffer->head + i) % BUFFER_SIZE];  
    }  
    buffer->head = (buffer->head + size) % BUFFER_SIZE;  
    return size;  
}  
  
int main() {  
    RingBuffer buffer;  
    init_ring_buffer(&buffer);  
    uint8_t writeData[] = {1, 2, 3, 4, 5};  
    uint8_t readData[5];  
    write_ring_buffer(&buffer, writeData, sizeof(writeData));  
    read_ring_buffer(&buffer, readData, sizeof(readData));  
    for (int i = 0; i < sizeof(readData); i++) {  
        printf("%d ", readData[i]); // 输出:1 2 3 4 5  
    }  
    printf("\n");  
    return 0;  
}

这个示例中,我们定义了一个RingBuffer结构体来表示环形缓冲区,其中包含一个uint8_t类型的数组用于存储数据,以及两个整数变量headtail分别表示缓冲区的头部和尾部。我们还定义了三个函数:init_ring_buffer用于初始化环形缓冲区,write_ring_buffer用于向缓冲区写入数据,read_ring_buffer用于从缓冲区读取数据。这些函数通过循环使用缓冲区的空间来实现数据的写入和读取。在main函数中,我们创建了一个环形缓冲区,并向其中写入了一些数据,然后从缓冲区中读取这些数据并打印出来。

三、Socket缓冲区

Socket缓冲区是操作系统内核为了提高网络传输效率而设置的一块内存区域。它在数据传输过程中起到了缓存、排队、流量控制等作用。具体来说,socket缓冲区分为发送缓冲区和接收缓冲区。当应用程序调用send()函数发送数据时,数据会先被放入发送缓冲区,然后由操作系统内核统一处理,将数据发送出去。如果发送缓冲区已满,则send()函数会被阻塞或返回一个错误。而当远程主机发送数据到本地主机时,数据会先被放入接收缓冲区,然后应用程序通过recv()函数从接收缓冲区中读取数据。如果接收缓冲区为空,则recv()函数会被阻塞或返回一个错误。

四、滑动窗口

滑动窗口是一种流量控制技术,主要用于改善吞吐量。滑动窗口实际上是一个缓冲区,用于存储待发送或待接收的数据。它是一种基于双指针的思想,通过维护一个连续的允许发送或接收的帧的序号,形成一个窗口。窗口的大小可以动态变化,从而控制数据的发送和接收速率。在TCP协议中,滑动窗口机制实现了流量控制和数据传输的功能,避免了网络拥塞和数据丢失的问题。

五、三者的关系

网卡内部缓冲区主要用于缓存从网络接收到的数据,起到临时存储的作用。

Socket缓冲区是在操作系统内核中分配的内存空间,用于进一步缓存从网卡内部缓冲区传输过来的数据,直到应用程序调用接收数据的方法获取这些数据。Socket缓冲区实际上包括了发送缓冲区和接收缓冲区,分别用于存储待发送的数据和待处理的数据。

滑动窗口是一种流量控制机制,通过动态调整窗口大小来控制数据的发送和接收速率。滑动窗口的大小决定了可以发送或接收的数据量,从而避免了网络拥塞和数据丢失的问题。

网卡内部缓冲区、Socket缓冲区和滑动窗口共同协作,实现了数据的接收、缓存和流量控制的功能。

版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接:https://blog.csdn.net/eidolon_foot/article/details/134079816

智能推荐

c# 调用c++ lib静态库_c#调用lib-程序员宅基地

文章浏览阅读2w次,点赞7次,收藏51次。四个步骤1.创建C++ Win32项目动态库dll 2.在Win32项目动态库中添加 外部依赖项 lib头文件和lib库3.导出C接口4.c#调用c++动态库开始你的表演...①创建一个空白的解决方案,在解决方案中添加 Visual C++ , Win32 项目空白解决方案的创建:添加Visual C++ , Win32 项目这......_c#调用lib

deepin/ubuntu安装苹方字体-程序员宅基地

文章浏览阅读4.6k次。苹方字体是苹果系统上的黑体,挺好看的。注重颜值的网站都会使用,例如知乎:font-family: -apple-system, BlinkMacSystemFont, Helvetica Neue, PingFang SC, Microsoft YaHei, Source Han Sans SC, Noto Sans CJK SC, W..._ubuntu pingfang

html表单常见操作汇总_html表单的处理程序有那些-程序员宅基地

文章浏览阅读159次。表单表单概述表单标签表单域按钮控件demo表单标签表单标签基本语法结构<form action="处理数据程序的url地址“ method=”get|post“ name="表单名称”></form><!--action,当提交表单时,向何处发送表单中的数据,地址可以是相对地址也可以是绝对地址--><!--method将表单中的数据传送给服务器处理,get方式直接显示在url地址中,数据可以被缓存,且长度有限制;而post方式数据隐藏传输,_html表单的处理程序有那些

PHP设置谷歌验证器(Google Authenticator)实现操作二步验证_php otp 验证器-程序员宅基地

文章浏览阅读1.2k次。使用说明:开启Google的登陆二步验证(即Google Authenticator服务)后用户登陆时需要输入额外由手机客户端生成的一次性密码。实现Google Authenticator功能需要服务器端和客户端的支持。服务器端负责密钥的生成、验证一次性密码是否正确。客户端记录密钥后生成一次性密码。下载谷歌验证类库文件放到项目合适位置(我这边放在项目Vender下面)https://github.com/PHPGangsta/GoogleAuthenticatorPHP代码示例://引入谷_php otp 验证器

【Python】matplotlib.plot画图横坐标混乱及间隔处理_matplotlib更改横轴间距-程序员宅基地

文章浏览阅读4.3k次,点赞5次,收藏11次。matplotlib.plot画图横坐标混乱及间隔处理_matplotlib更改横轴间距

docker — 容器存储_docker 保存容器-程序员宅基地

文章浏览阅读2.2k次。①Storage driver 处理各镜像层及容器层的处理细节,实现了多层数据的堆叠,为用户 提供了多层数据合并后的统一视图②所有 Storage driver 都使用可堆叠图像层和写时复制(CoW)策略③docker info 命令可查看当系统上的 storage driver主要用于测试目的,不建议用于生成环境。_docker 保存容器

随便推点

网络拓扑结构_网络拓扑csdn-程序员宅基地

文章浏览阅读834次,点赞27次,收藏13次。网络拓扑结构是指计算机网络中各组件(如计算机、服务器、打印机、路由器、交换机等设备)及其连接线路在物理布局或逻辑构型上的排列形式。这种布局不仅描述了设备间的实际物理连接方式,也决定了数据在网络中流动的路径和方式。不同的网络拓扑结构影响着网络的性能、可靠性、可扩展性及管理维护的难易程度。_网络拓扑csdn

JS重写Date函数,兼容IOS系统_date.prototype 将所有 ios-程序员宅基地

文章浏览阅读1.8k次,点赞5次,收藏8次。IOS系统Date的坑要创建一个指定时间的new Date对象时,通常的做法是:new Date("2020-09-21 11:11:00")这行代码在 PC 端和安卓端都是正常的,而在 iOS 端则会提示 Invalid Date 无效日期。在IOS年月日中间的横岗许换成斜杠,也就是new Date("2020/09/21 11:11:00")通常为了兼容IOS的这个坑,需要做一些额外的特殊处理,笔者在开发的时候经常会忘了兼容IOS系统。所以就想试着重写Date函数,一劳永逸,避免每次ne_date.prototype 将所有 ios

如何将EXCEL表导入plsql数据库中-程序员宅基地

文章浏览阅读5.3k次。方法一:用PLSQL Developer工具。 1 在PLSQL Developer的sql window里输入select * from test for update; 2 按F8执行 3 打开锁, 再按一下加号. 鼠标点到第一列的列头,使全列成选中状态,然后粘贴,最后commit提交即可。(前提..._excel导入pl/sql

Git常用命令速查手册-程序员宅基地

文章浏览阅读83次。Git常用命令速查手册1、初始化仓库git init2、将文件添加到仓库git add 文件名 # 将工作区的某个文件添加到暂存区 git add -u # 添加所有被tracked文件中被修改或删除的文件信息到暂存区,不处理untracked的文件git add -A # 添加所有被tracked文件中被修改或删除的文件信息到暂存区,包括untracked的文件...

分享119个ASP.NET源码总有一个是你想要的_千博二手车源码v2023 build 1120-程序员宅基地

文章浏览阅读202次。分享119个ASP.NET源码总有一个是你想要的_千博二手车源码v2023 build 1120

【C++缺省函数】 空类默认产生的6个类成员函数_空类默认产生哪些类成员函数-程序员宅基地

文章浏览阅读1.8k次。版权声明:转载请注明出处 http://blog.csdn.net/irean_lau。目录(?)[+]1、缺省构造函数。2、缺省拷贝构造函数。3、 缺省析构函数。4、缺省赋值运算符。5、缺省取址运算符。6、 缺省取址运算符 const。[cpp] view plain copy_空类默认产生哪些类成员函数

推荐文章

热门文章

相关标签