tso

TSO（TCP Segment Offload）

在不支持TSO的網卡上， mss是在TCP初始建立連接時由網卡MTU確定並和對端協商的，所以在一個MTU=1500的網卡上，TCP向下發送的數據不會大於min(mss_local, mss_remote)-ip頭－tcp頭。

而當網卡支持TSO時，TCP層會逐漸增大mss（總是整數倍數增加），當TCP層向下發送大塊數據時，僅僅計算TCP頭，網卡接到到了IP層傳下的大數 據包后自己重新分成若干個IP數據包，添加IP頭，複製TCP頭並且重新計算校驗和等相關數據，這樣就把一部分CPU相關的處理工作轉移到由網卡來處理。內核TCP/IP協議棧也必須考慮下發包數和實際包數不一致的情況，例如處理擁塞控制演演算法時必須做一些特殊的處理等等。

註：參考內核版本為2.6.9；

1 TCP/IP協議棧對TSO的支持

1.1 逐漸增大mss（offload）

在不支持TSO的網卡 上，TCP層向IP層發送數據會考慮mss，使得TCP向下發送的數據可以包含在一個IP分組中而不會造成分片， mss是在TCP初始建立連接時根據網卡MTU確定並和對端協商的，所以在一個MTU=1500的網卡上，TCP向下發送的數據不會大於min (mss_local, mss_remote)-ip頭-tcp頭。

在應用層向傳輸層傳輸數據時，對於TCP協議，最終會調用如下函數：

文件 net/ipv4/tcp.c

int tcp_sendmsg(struct kiocb *iocb, struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)

該函數會調用如下函數

文件 net/ipv4/tcp.c

unsigned int tcp_current_mss(struct sock *sk, int large)

獲得當前的mss值，如果網卡不支持TSO，則該函數返回的mss值將和原來相同，否則如果當前不是一個MSG_OOB類型的消息，內核將嘗試增大 mss值，注意：最大的mss值不會大於65535-ip頭-tcp。內核根據/proc變數tcp_tso_win_divisor決定增大后的mss占當前擁塞控制窗口的比率（snd_cwnd）。最終的效果是：增大的mss總是原有mss值的整數倍，但是不會超過snd_cwnd/tcp_tso_win_divisor。

1.2 對skb計數的修正

在啟用TSO時，由於TCP層向下發送一個skb，有可能最終會發出n個IP數據包，即一個skb和一個IP packet可能不是一一對應的關係，而我們都知道，TCP擁塞控制演演算法需要精確跟蹤當前發送、接收以及擁塞控制窗口來決定最終發送多少數據包，TSO的 存在給計算帶來了一定的複雜性，所以內核在每一個skb的末尾維護了額外的數據（struct skb_shared_info，通過skb_shinfo取出），表示該skb包含多少個packet。內核提供下列函數操作這塊數據： tcp_skb_pcount

tcp_skb_mss

tcp_inc_pcount

tcp_inc_pcount_explicit

tcp_dec_pcount_explicit

tcp_dec_pcount

tcp_dec_pcount_approx

tcp_get_pcount

tcp_set_pcount

tcp_packets_out_inc

tcp_packets_out_dec

tcp_packets_in_flight

最終，當TCP協議棧在調用tcp_snd_test決定是否可以發送當前skb時，會調用上述函數修正計算結果。