当使用回环地址进行基于TCP/IP套接字的IPC时，常见的网络堆栈是否会跳过在较低级别的PDU中对消息进行分帧？

Question

在一些环境中，比如Java，使用TCP/IP套接字在同一主机上的进程之间传递消息时自然而然地使用“localhost”地址（IPv4中的127.0.0.1或IPv6中的::1）（因为Java倾向于不在其API中公开其他IPC机制）。

显然，这可能比通过管道进行消息传递或使用共享内存进行IPC要慢得多。

另一方面，如果TCP/IP网络堆栈意识到连接的两端都在回环接口上，它可能能够做出相当多的优化，以使效率与使用管道没有太大区别。

但是常见的操作系统（Windows，Linux）是否在其TCP/IP堆栈中实现这样的优化呢？

- David Bullock

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答案似乎是“是的”，假设https://dev59.com/NHI-5IYBdhLWcg3w18Z3是正确的。 - David Bullock

仅供参考，根据这篇文章，在Windows Server 2012中有一个新的环回接口实现，它应该会更快。http://blogs.technet.com/b/wincat/archive/2012/12/05/fast-tcp-loopback-performance-and-low-latency-with-windows-server-2012-tcp-loopback-fast-path.aspx - Juan Campa

Answer 1

是的。当接收到一个发送给Loopback地址（127.x.x.x）的数据包/数据时，TCP/IP的IP层使用Loopback路由将数据包路由到自己。

“Loopback Route”： 网络目标 || 子网掩码 || 网关 || 接口 || 度量 127.0.0.0 |||||||||||||||||||||| 255.0.0.0 || 127.0.0.1|| 127.0.0.1 || 1

在将其路由到自身后，在TCP/UDP层中，借助协议控制块（每个连接的数据结构），将识别相应的套接字及其所有者进程以传递数据包/数据。

总之，所有OSI模型的数据链路层和物理层的任务都将被避免。

- Mani

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这是个好消息。只是想知道你是怎么知道这个不太为人知的细节的 - 有参考资料吗？ - David Bullock

Answer 2

依赖于操作系统和使用的配置。如果您询问默认行为，则答案是肯定的。

这就是为什么您无法使用诸如wireshark之类的工具来嗅探本地回环场景的原因。

[另一个用户的编辑]: 实际上，这是可能的，您必须选择Loopback接口（在Wireshark 3.4中进行测试）。

- user210504

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谢谢。这很有道理，Wireshark无法嗅探。 - David Bullock

Answer 3

在Linux中，当数据包通过环回接口传输时，内核会为每个数据包引发一个“软件”中断。从那时起，数据包的接收与物理设备的数据包接收流程相同。因此，您的假设是正确的，通过环回接口进行通信比使用其他IPC机制（如Unix套接字）要慢得多。

我想内核代码路径可以进行优化。例如，我们可以直接从环回接口的传输代码路径调用接收代码路径。

- anaken78