小林图解系统网络系统
Linux接受网络包的流程：
当网卡接收到网络包后，会通过DMA技术，将网络包放到Ring Buffer，这是一个环形缓冲区，然后应该告知操作系统网络包已经到达了。每个I/O设备都有自己的DMA控制器。
最简单的一种方式就是触发中断，但是存在一个问题就是网络包很多时会频繁触发中断，影响系统的性能；因此Linux内核采用了NAPI机制，即网卡先采用硬件中断处理函数，中断处理函数处理完需要暂时屏蔽硬件中断，唤醒数据接收的服务程序，然后服务程序采用poll的方法软中断来轮询数据，直到没有数据才回复硬中断，这样一次中断可以处理多个网络包。
软中断处理流程：
- 从Ring Buffer中拷贝数据到内核struct sk_buff缓冲区，从而作为网络包交给网络协议栈逐层处理；
- 进入网络接口层检测报文合理性，接着交给网络层，传输层依次检测，最后调用Socket端口把数据拷贝到Socket的接受缓冲区。
零拷贝：
有DMA技术后的I/O操作，在进行I/O设备和内存的数据传输的时候，数据的搬运工作全部交给DMA控制器。
read和write实现时内核中发生的过程：共发生了2次系统调用，4次用户态和内核态的上下文切换，每次进行系统调用时，都需要从用户态切换到内核态，等内核完成任务后，再从内核态切换回用户态。
磁盘到内核态拷贝的过程是DMA实现的，内核态到用户态的拷贝是通过CPU实现的；
想要减少上下文切换的次数，就要减少系统调用的次数。
mmap()系统调用可以直接将内核缓冲区的数据映射到用户空间，这样内核态和用户态之间就不需要数据拷贝，减少了一次数据拷贝，但是还是需要2个系统调用，4次上下文切换。
而sendfile系统调用函数，只需要一次系统调用，2次上下文切换，3次数据拷贝
而如果网卡支持scatter-gather属性，还可以减少一次数据拷贝，只需要两次数据拷贝。
这也就是所谓的零拷贝，没有在内存层面拷贝数据，全程都是通过DMA来传输数据，CPU没有参与。
PageCache技术：
将最近被访问的数据拷贝到PageCache，可以提高读写的速度。有点类似读取磁盘到内存中，相当于缓存，内核缓冲区。这种方式也叫缓存I/O,适合传输小文件;
此外，其还有预读功能，也就是读取磁盘文件时多读一部分数据到PageCache中，这样下次如果访问到就不用到磁盘找了。
但是这个技术不适合大文件传输，大文件传输应该用异步I/O的方式。因为PageCache可能被大文件占用，小的热点文件无法利用PageCache，这样大文件的缓存命中率不高，而经过PageCache需要多一次拷贝的开销。
异步I/O，也可以说是直接I/O，可以直接将磁盘缓冲区的数据拷贝到用户缓冲区，没有PageCache
Linux命令
通常以4个指标衡量网络的性能：带宽，延时，吞吐量，PPS(Packet Per Second)。此外，还有网络可用性，并发连接数，丢包率，重传率等性能指标
- 带宽：链路的最大传输速率，单位是(b/s)
- 延时：表示数据包发送后，收到对端相应，所需要的时间延迟
- 吞吐量：单位时间成功传输的数据量