本系列材料是關于Linux網絡核心協定棧的，總體上将其分10個文章，主要目的是簡明扼要的描述Linux協定棧在核心中的實作，從總體上掌握linux網絡協定棧。因為作業系統中的網絡子系統非常龐大，加上本系列材料有限，是以路由系統、鄰接子系統、無線系統、橋接等不會涉及，後續有機會再系列介紹。
材料先會介紹網絡相關相關的TCP/IP協定族知識(本章)，然後從總體上觀測包的接收和發送流程及代碼(第二章和第三章)。(第四章和第五章)介紹網絡協定棧相關的資料結構為後續的代碼解讀打下基礎，接着是從最新git代碼分支上來走讀鍊路層、網絡層、傳輸層(第六章、第七章和第八章)，以及網絡驅動(第十章)。最後會介紹Layer5應用層的開發(第十章)以及對本系列的一個總結(第十一章)。
下面我們開始：
網絡協定的正式模型其實是
OSI（Open Systems Interconnection）7層模型，但事實标準是TCP/IP四層模型，linux中的協定模型也是這TCP/IP模型的。這個是曆史原因我們不去關注。
其兩者模型之間的對應關系如下圖所示：
對于某些問題來說，７層模型過于詳細，現在完全按照七層來實作的比較少。模型中每層隻能與緊鄰的層通信。
本系列中基本不涉及應用層(如HTTP（Hyper text
transfer protocol）、FTP（file transfer protocol）、SMTP（simple mail
transfer rotocol）、POP3（post office protocol 3）、IMAP4（Internet mail access protocol）)的具體細節，主要是下面三層的流程、函數和實作。
各層對應的資料如下：
應用層——消息
傳輸層——資料段(segment)
網絡層——分組、資料包（packet）
鍊路層——幀（frame）
實體層——P-PDU（bit）
當然這個隻是稱呼，如果非要把每層都叫消息也是可以的，不過這樣在交流或者看材料的時候可能會引起誤解了。
本章還要先準備一些相關的知識用于後面章節的預熱，主要是傳輸層的協定格式、網絡層的協定格式、資料鍊路層的協定格式。
傳輸層主要的是TCP和UDP,具有代表性的兩個傳輸層協定。除此之外還有SCTP（Stream Control Transmission Protocol，流控制傳輸協定）,DCCP(資料報擁塞控制協定Datagram
Congestion Control Protocol)等傳輸層協定，當然遠沒有TCP/UDP兩兄弟那麼火熱。
TCP（Transmission
Control Protocol 傳輸控制協定）是一種面向連接配接的、可靠的、基于位元組流的傳輸層通信協定，由IETF的RFC 793定義。通過檢驗和、序列号、确認應答、重發控制、連接配接管理以及視窗控制等機制實作可靠性傳輸。
它的首部如下，注意TCP首部是從20位元組～60位元組可變的：
如果大家對網絡開發比較熟悉的話，這個圖應該是比較熟悉的。當然如果不熟悉的話，可以複制下來貼在一個顯眼的地方可以讓自己能随時看到。
而UDP 是User
Datagram Protocol的簡稱，
中文名是使用者資料報協定，是OSI（Open System Interconnection，開放式系統互聯） 參考模型中一種<b>無連接配接的傳輸層協定，提供面向事務的簡單不可靠資訊傳送服務</b>，IETF RFC 768是UDP的正式規範。
UDP的格式如下：
他們的格式有個相同點，就是前面４個自己都是記錄源端口号和目标端口号的哦。不過在這一層記住并沒有IP位址，這是因為在下層網絡層的時候會有IP位址的。
TCP和UDP兩個協定各有優缺點，我們先記住一點就好了，TCP是可靠的，UDP是不可靠的。UDP協定時發出包之後就不管了，無法确定對端是否收到了這個包，需要應用程式來判斷，而TCP協定在發出包之後是會等待對面發送ACK應答回來的，逾時不發送回來說明對面沒收到就會觸發重傳機制。
IP（網際協定，Internet
Protocol）.
TCP/IP心髒是網際網路層。主要由IP和ICMP兩個協定組成。
IP分為三大作用子產品：IP尋址、路由、以及IP分包與組包。
IP包格式如下：
這個報頭内容也挺多，大家不用一次記住它，可以和TCP/UDP協定頭一起列印出來貼起來。
最後我們來看下鍊路層，鍊路層協定有以太網、SLIP、令牌網等等，我們這裡以目前最常用的以太網為例。
<b>在資料鍊路層中稱這種資料為幀（frame</b><b>）</b>
我們來看下以太網格式，如下圖：
以太網的幀尾是一個叫做FCS（Frame Check
Sequence,幀檢驗序列）的4個位元組。用于檢查幀是否有所損壞。傳輸過程中如果出現電子噪聲幹擾，可能會導緻亂碼位的出現。
知道這些TCP/IP協定的知識足夠我們繼續往下走了，至于那些RFC中陳芝麻、爛谷子的事情就不提了。
後面我們開始看在Linux網絡協定棧中的接收流程。