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操作系统专栏4-网络专题from小林coding

news 2025/12/26 11:09:33

网络专题

  • 文件传输
    • mmap+write
    • send file
    • 大文件传输过程

文件传输

传统的文件传输过程
在这里插入图片描述
在这个过程中发生了4次用户态与内核态之间的切换,4次数据拷贝分别是

  • read系统调用陷入内核,read完成返回
  • write调用陷入内核,write返回

4次数据拷贝分别是
磁盘->内核缓冲区->用户缓冲区->socket缓冲区->网卡缓冲区
显然有些拷贝的开销是没有必要承受的,有如下两种解决方案

mmap+write

使用mmap将文件映射到内存中,然后write mmap中的内容即可,整个操作如下图
在这里插入图片描述
这样减少了一次数据拷贝的过程

send file

为了解决这一个问题,内核提供了一个新的系统调用,sendfile,并且根据系统是否支持SG-DMA,有如下两种情况
不支持的情况如下在这里插入图片描述
这不是真正的零拷贝,真正的零拷贝在支持SG-DMA的情况下发生
在这里插入图片描述

大文件传输过程

前面的文件传输过程第一步都是将磁盘文件拷贝到内核缓冲区(Page Cache),但是大文件传输因为文件较大,会造成Page Cache缓冲直接失效,反而影响效率,这个时候的解决方案是异步 + 直接IO
在这里插入图片描述

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