Linux網絡核心資料結構是套接字緩存(socket buffer)，簡稱skb。它代表一個要發送或處理的封包，并貫穿于整個協定棧。
1、 套接字緩存
skb由兩部分組成：
(1) 封包資料：它儲存了實際在網絡中傳輸的資料；
(2) 管理資料：供核心處理封包的額外資料，這些資料構成了協定之間交換的控制資訊。
當應用程式向一個socket傳輸資料之後，該socket将建立相應的套接字緩存，并将使用者資料拷貝到緩存中。當封包在各協定層傳達輸的過程中，每一導的封包頭将插入到使用者資料之前。skb為封包頭申請了足夠的空間，是以避免了由于插入封包頭而對封包進行多次拷貝。使用者資料隻拷貝了兩次：一是從使用者空間拷貝到核心；二是封包資料從核心傳送到網絡擴充卡。
1.1、sk_buff
套接字緩存結構：
Code
//套接字緩存
struct sk_buff {
/* These two members must be first. */
struct sk_buff *next;
struct sk_buff *prev;
struct sk_buff_head *list;
struct sock *sk; //指向建立封包的socket
struct timeval stamp; //此封包收到時的時間
struct net_device *dev; //收到此封包的網絡裝置
struct net_device *input_dev;
struct net_device *real_dev;
//TCP報頭
union {
struct tcphdr *th; //tcp頭
struct udphdr *uh; //udp頭
struct icmphdr *icmph;
struct igmphdr *igmph;
struct iphdr *ipiph;
struct ipv6hdr *ipv6h;
unsigned char *raw;
} h;
//IP報頭
union {
struct iphdr *iph;
struct arphdr *arph;
} nh;
//鍊路層幀頭
unsigned char *raw;
} mac;
struct dst_entry *dst; //此封包的路由，路由确定後賦此值
struct sec_path *sp;
/*
* This is the control buffer. It is free to use for every
* layer. Please put your private variables there. If you
* want to keep them across layers you have to do a skb_clone()
* first. This is owned by whoever has the skb queued ATM.
*/
char cb[40];
//此封包的長度，這是指網絡封包在不同協定層中的長度，包括頭部和資料。在協定棧的不同層，這個長度是不同的。
unsigned int len,
data_len,
mac_len,
csum;
unsigned char local_df,
cloned,
pkt_type, //網絡封包的類型，常見的有PACKET_HOST，代表發給本機的封包；還有PACKET_OUTGOING，代表本機發出的封包。
ip_summed;
__u32 priority;
unsigned short protocol,//鍊路層協定
security;
void (*destructor)(struct sk_buff *skb);
#ifdef CONFIG_NETFILTER
unsigned long nfmark;
__u32 nfcache;
__u32 nfctinfo;
struct nf_conntrack *nfct;
#ifdef CONFIG_NETFILTER_DEBUG
unsigned int nf_debug;
#endif
#ifdef CONFIG_BRIDGE_NETFILTER
struct nf_bridge_info *nf_bridge;
#endif /* CONFIG_NETFILTER */
#if defined(CONFIG_HIPPI)
__u32 ifield;
} private;
#ifdef CONFIG_NET_SCHED
__u32 tc_index; /* traffic control index */
#ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
__u32 tc_verd; /* traffic control verdict */
__u32 tc_classid; /* traffic control classid */
/* These elements must be at the end, see alloc_skb() for details. */
//此封包存儲區的長度，這個長度是16位元組對齊的，一般要比封包的長度大
unsigned int truesize;
atomic_t users;
/*head和end指向封包資料的整個單元.head與data之間的空間稱為headroom,tail與end之間的空間稱為tailroom.
*/
unsigned char *head,
*data,
*tail,
*end;
};
1.2、與sk_buff相關的函數
與sk_buff相關的函數涉及到網絡封包存儲結構和控制結構的配置設定、複制、釋放，以及控制結構裡的各指針的操作，還有各種标志的檢查。重要的函數說明如下：
struct sk_buff *alloc_skb(unsigned int size,int gfp_mask)
配置設定大小為size的存儲空間存放網絡封包，同時配置設定它的控制結構。size的值是16位元組對齊的，gfp_mask是記憶體配置設定的優先級。常見的記憶體配置設定優先級有GFP_ATOMIC，代表配置設定過程不能被中斷，一般用于中斷上下文中配置設定記憶體；GFP_KERNEL，代表配置設定過程可以被中斷，相應的配置設定請求被放到等待隊列中。配置設定成功之後，因為還沒有存放具體的網絡封包，是以sk_buff的 data，tail指針都指向存儲空間的起始位址，len的大小為0，而且 is_clone和cloned兩個标記的值都是0。
struct sk_buff *skb_clone(struct sk_buff *skb, int gfp_mask)
從控制結構skb中 clone出一個新的控制結構，它們都指向同一個網絡封包。clone成功之後，将新的控制結構和原來的控制結構的 is_clone，cloned兩個标記都置位。同時還增加網絡封包的引用計數（這個引用計數存放在存儲空間的結束位址的記憶體中，由函數atomic_t *skb_datarefp(struct sk_buff *skb)通路，引用計數記錄了這個存儲空間有多少個控制結構）。由于存在多個控制結構指向同一個存儲空間的情況，是以在修改存儲空間裡面的内容時，先要确定這個存儲空間的引用計數為1，或者用下面的拷貝函數複制一個新的存儲空間，然後才可以修改它裡面的内容。
struct sk_buff *skb_copy(struct sk_buff *skb, int gfp_mask)
複制控制結構skb和它所指的存儲空間的内容。複制成功之後，新的控制結構和存儲空間與原來的控制結構和存儲空間相對獨立。是以新的控制結構裡的is_clone，cloned兩個标記都是0，而且新的存儲空間的引用計數是1。
void kfree_skb(struct sk_buff *skb)
釋放控制結構skb和它所指的存儲空間。由于一個存儲空間可以有多個控制結構，是以隻有在存儲空間的引用計數為1的情況下才釋放存儲空間，一般情況下，隻釋放控制結構skb。
unsigned char *skb_put(struct sk_buff *skb, unsigned int len)
将tail指針下移，并增加skb的 len值。data和 tail之間的空間就是可以存放網絡封包的空間。這個操作增加了可以存儲網絡封包的空間，但是增加不能使tail的值大于end的值，skb的 len值大于truesize的值。
unsigned char *skb_push(struct sk_buff *skb, unsigned int len)
将data指針上移，并增加skb的 len值。這個操作在存儲空間的頭部增加了一段可以存儲網絡封包的空間，上一個操作在存儲空間的尾部增加了一段可以存儲網絡封包的空間。但是增加不能使data的值小于head的值，skb的 len值大于truesize的值。
unsigned char * skb_pull(struct sk_buff *skb, unsigned int len)
将data指針下移，并減小skb的 len值。這個操作使data指針指向下一層網絡封包的頭部。
void skb_reserve(struct sk_buff *skb, unsigned int len)
将data指針和tail指針同時下移。這個操作在存儲空間的頭部預留 len長度的空隙。
void skb_trim(struct sk_buff *skb, unsigned int len)
将網絡封包的長度縮減到 len。這個操作丢棄了網絡封包尾部的填充值。
int skb_cloned(struct sk_buff *skb)
判斷skb是否是一個 clone的控制結構。如果是clone的，它的cloned标記是1，而且它指向的存儲空間的引用計數大于1。
2、 套接字緩存隊列(Socket-Buffer Queues)
2.1、sk_buff_head
在網絡協定棧的實作中，有時需要把許多網絡封包放到一個隊列中做異步處
理。LINUX 為此定義了相關的資料結構 sk_buff_head。這是一個雙向連結清單的
頭，它把sk_buff連結成一個雙向連結清單。
//套接字緩存隊列頭
struct sk_buff_head {
struct sk_buff *next;
struct sk_buff *prev;
__u32 qlen; //隊列的長度,即隊列中封包的數量
spinlock_t lock;
<a target="_blank">複制代碼</a>
2.2、與 sk_buff_head相關的函數
void skb_queue_head(struct sk_buff_head *list, struct sk_buff *newsk)
将newsk加到連結清單 list的頭部。
void skb_queue_tail(struct sk_buff_head *list, struct sk_buff *newsk)
将newsk加到連結清單 list的尾部。
struct sk_buff *skb_dequeue(struct sk_buff_head *list)
從連結清單 list的頭部取下一個 sk_buff。
struct sk_buff *skb_dequeue_tail(struct sk_buff_head *list)
從連結清單 list的尾部取下一個 sk_buff。
skb_insert(struct sk_buff *old, struct sk_buff *newsk)
将newsk加到old所在的連結清單上，并且 newsk在old的前面。
void skb_append(struct sk_buff *old, struct sk_buff *newsk)
将newsk加到old所在的連結清單上，并且 newsk在old的後面。
void skb_unlink(struct sk_buff *skb)
将skb從它所在的連結清單上取下。
以上的連結清單操作都是先關中斷的。這在中斷上下文中是不需要的，是以另外有一套與上面函數同名但是有字首“__”的函數供運作在中斷上下文中的函數調用。