一直以來我一直以為操作系統(tǒng)內(nèi)核是高大上的東西，但是實際上用戶態(tài)的應用才是！

上周的一次技術交流中，一家網(wǎng)絡加速卡廠商聲稱他們的協(xié)議棧是用戶態(tài)的協(xié)議棧，用來提高性能，我對其產(chǎn)品直接就泄了氣，然而會后，我查閱了相關的資料，找到一篇文章《 千萬并發(fā)的秘密-內(nèi)核是問題的根本》http://www.oschina.net/translate/the-secret-to-10-million-concurrent-connections-the-kernel，寫出了我的心聲，原來我一直都是這么認為的，只是一直都不敢承認罷了，為何不敢承認，那是因為我酷愛內(nèi)核。我對那家廠商泄氣表達了我深深的虛偽，內(nèi)在的分裂！

文中說”我們學的是Unix而不是網(wǎng)絡編程“，對《Unix網(wǎng)絡編程》一書給出了正確的評價，告訴我們，我們被平臺牽累了，我們一直在面對的都是操作系統(tǒng)的接口如何使用的技術，而不是真正的編程，真正的天馬行空般超乎想象的編程。一個又一個的應用編程框架或者中間件在提出的時候，說的是”如何能讓我們不必關注實現(xiàn)細節(jié)而精心處理我們自己的業(yè)務邏輯“，這篇文章能讓人理解這句話的好意。

歷史地看網(wǎng)絡編程，是先有了UNIX，再有了TCP/IP和BSD socket，當然要把網(wǎng)絡編程往UNIX里面硬塞，曾幾何時，一直到現(xiàn)在，做網(wǎng)絡編程的不懂UNIX會被人恥笑，當然，Linux某種意義上已經(jīng)代替了UNIX。UNIX的哲學包括機制和策略分離這一真理，它在映射成這個信條之前是數(shù)據(jù)和控制的分離這個箴言，這個箴言如今已經(jīng)淹沒在網(wǎng)絡設備中，比如路由器，其數(shù)據(jù)面和控制面是合在一起的，當該箴言再次喚醒其信徒的時候，SDN就出現(xiàn)了。是對UNIX理念的誤解，導致了網(wǎng)絡設備將控制面和數(shù)據(jù)面合在在一起而并非利益使然，這種誤解甚至影響了UNIX本身。要知道UNIX理念影響了幾乎所有的操作系統(tǒng)以及網(wǎng)絡設備的設計，其中包括Mirosoft Windows以及Cisco的IOS。我之所以說是一種誤解而并非背叛，是因為UNIX的理念可能從來就沒有被真正理解過。也許，這是對宏內(nèi)核的誤解導致的對UNIX的誤解。

UNIX的宏內(nèi)核思想影響面甚大，然而它的本意并非將所有的操作都塞進內(nèi)核，而是僅僅將機要操作塞進內(nèi)核，保持內(nèi)核的緊湊性與高效性，因為模塊之間的交流是需要成本的，宏內(nèi)核思想不講解耦合(但在實現(xiàn)機制上，還是模塊化的)。可是如何定義什么是機要操作，考慮以下的服務：

制定一套合理的經(jīng)濟政策；

制定一套合理的稅收計劃；

生產(chǎn)棉布；

制作一件面料考究的羊毛西服；

提供價值￥160的發(fā)型；

...

請問哪些是機要操作？對于普通民眾而言，比如我，根本就沒有西服，頭發(fā)一年理一次，但是對于貴族而言，除了最后一條，其它的可能都是機要操作...很難定義機要操作，所以這種定義法很容易將所有的東西都塞進UNIX。《UNIX網(wǎng)絡編程》講述的是，你僅需要寫一個很小的輕量級的服務器就可以讓UNIX做一切繁復的工作。一件頗具說服力的事可以幫助《千萬并發(fā)的秘密-內(nèi)核是問題的根本》的作者表達一下深深的惡意，那就是Linux曾經(jīng)在內(nèi)核中實現(xiàn)了一個WEB服務器，多么巨大的一個玩笑，或者說是對宏內(nèi)核多么巨大的一個諷刺...我們要記住的是，UNIX并沒有讓后來者把所有的東西塞進內(nèi)核，只是說，內(nèi)核要保留控制權。

我們不妨換一個思路，回到UNIX最初的思路，從控制權角度來看，哪些是屬于控制面的，也許你能說出一大堆，進程調(diào)度，資源管理，文件系統(tǒng)...網(wǎng)絡協(xié)議棧。不過，好像我們所有人一直以來都把網(wǎng)絡視為例外，網(wǎng)絡IO即不是塊設備IO也不是字符設備IO，按照UNIX一切皆文件的觀念，我們沒法給網(wǎng)絡一個合理的位置。socket接口的是一個完整的協(xié)議棧，而不是什么設備，我們不得不面對網(wǎng)絡參數(shù)的調(diào)整，為此我們加了多少次班，這正是網(wǎng)絡IO和其它設備IO相比所處的尷尬位置。

直接和網(wǎng)卡接口是不是更自由些，從此我們擺脫了協(xié)議棧的束縛，然而我們必須自己實現(xiàn)協(xié)議棧，前些日子我就想過這些，主要是為了解決手機上面操作網(wǎng)絡無權限的問題，我當時想得是一個關于自由的問題而不是性能問題，而《秘密》一文說的正是性能問題，回顧那個廠商的介紹，他們的產(chǎn)品在用戶態(tài)進行數(shù)據(jù)包的協(xié)議棧處理，最大限度的使用了網(wǎng)絡協(xié)處理器等硬件加速功能，讓人感嘆，請問，使用操作系統(tǒng)內(nèi)核的協(xié)議棧，如何把處理轉(zhuǎn)到協(xié)處理器上？！回答使用Netfilter已經(jīng)過時了！我一直都想玩玩用Netfilter將處理轉(zhuǎn)到一塊卡上，但是我發(fā)現(xiàn)我過時了，如今的回答是，直接把內(nèi)核協(xié)議棧旁路掉！如今，真的有這樣的技術，其中之一叫做PF_RING，實際上就是一個抓包機制，將數(shù)據(jù)包直接從鏈路層獲取，然后你想怎么處理就怎么處理，剛剛試了一下，挺好用，和uIP結合，簡直太猛了。當然，我可沒有千萬級并發(fā)的測試環(huán)境，我說的猛僅僅是它竟然真的可以工作！

說說性能問題。性能和內(nèi)核無關，你不要指望從32位的Linux 2.6.8換到64位的Linux 2.6.32內(nèi)核在性能上會有一個突破，也不要指望拼出Linux和Windows內(nèi)核對性能提升效果的優(yōu)劣，關鍵還是在于應用程序！WHY？因為性能是一個高端私人定***務，內(nèi)核這種基礎設施是不負責這種高定服務的。想出高性能，實際上一種藝術行為，涉及到方方面面的微調(diào)，絕對是高端大氣上檔次的行為，你指望內(nèi)核能幫你做到這些嗎？在微內(nèi)核的世界，這是可能的，但是千萬別把你的偏好轉(zhuǎn)向微內(nèi)核，干嘛非要內(nèi)核搞定一切呢？干嘛不自己搞定啊！就算自己搞不定，把思想或者想法放出去，總會有人搞定的啊！不管是宏內(nèi)核還是微內(nèi)核，都不宜把高定的東西往里面塞，否則，對于宏內(nèi)核而言，它就變成了屎殼郎滾的球，對于微內(nèi)核而言，它就變成了蜘蛛織的網(wǎng)...

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux用户态协议栈好处,关于用户态协议栈的思考的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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