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套接字緩衝區用結構體struct sk_buff表示，它用於在網絡子系統中的各層之間傳遞數據，處於一個核心地位，非常之重要。它包含了一組成員數據用於承載網絡數據，同時，也定義了在這些數據上操作的一組函數。下面是其完整的定義：
struct sk_buff {
struct sk_buff *next;
struct sk_buff *prev;
struct sock *sk;
struct skb_timeval tstamp;
struct net_device *dev;
struct net_device *input_dev;
union{
struct tcphdr *th;
struct udphdr *uh;
struct icmphdr *icmph;
struct igmphdr *igmph;
struct iphdr *ipiph;
struct ipv6hdr *ipv6h;
unsigned char *raw;
}h;
union{
struct iphdr *iph;
struct ipv6hdr *ipv6h;
struct arphdr *arph;
unsigned char *raw;
}nh;
union{
unsigned char *raw;
}mac;
struct dst_entry *dst;
struct sec_path *sp;
char cb[48];
unsigned int len,
data_len,
mac_len,
csum;
__u32 priority;
__u8 local_df:1,
cloned:1,
ip_summed:2,
nohdr:1,
nfctinfo:3;
__u8 pkt_type:3,
fclone:2,
ipvs_property:1;
__be16 protocol;
void (*destructor)(struct sk_buff *skb);
#ifdef CONFIG_NETFILTER
__u32 nfmark;
struct nf_conntrack *nfct;
#if defined(CONFIG_NF_CONNTRACK) || defined(CONFIG_NF_CONNTRACK_MODULE)
struct sk_buff *nfct_reasm;
#endif
#ifdef CONFIG_BRIDGE_NETFILTER
struct nf_bridge_info *nf_bridge;
#endif
#endif /* CONFIG_NETFILTER */
#ifdef CONFIG_NET_SCHED
__u16 tc_index;
#ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT
__u16 tc_verd;
#endif
#endif
unsigned int truesize;
atomic_t users;
unsigned char *head,
*data,
*tail,
*end;
};
這是一個比較寵大的結構體，爲了便於理解，我們分成多塊進行分析。
爲了使用套接字緩衝區，內核創建了兩個後備高速緩存(looaside cache)，它們分別是skbuff_head_cache和skbuff_fclone_cache，協議棧中所使用到的所有的sk_buff結構都是從這兩個後備高速緩存中分配出來的。兩者的區別在於skbuff_head_cache在創建時指定的單位內存區域的大小是sizeof(struct sk_buff)，可以容納任意數目的struct sk_buff，而skbuff_fclone_cache在創建時指定的單位內存區域大小是2*sizeof(struct
sk_buff)+sizeof(atomic_t)，它的最小區域單位是一對strcut sk_buff和一個引用計數，這一對sk_buff是克隆的，即它們指向同一個數據緩衝區，引用計數值是0,1或2，表示這一對中有幾個sk_buff已被使用。
創建一個套接字緩衝區，最常用的操作是alloc_skb，它在skbuff_head_cache中創建一個struct sk_buff，如果要在skbuff_fclone_cache中創建，可以調用__alloc_skb，通過特定參數進行。
struct sk_buff的成員head指向一個已分配的空間的頭部，該空間用於承載網絡數據，end指向該空間的尾部，這兩個成員指針從空間創建之後，就不能被修改。data指向分配空間中數據的頭部，tail指向數據的尾部，這兩個值隨着網絡數據在各層之間的傳遞、修改，會被不斷改動。所以，這四個指針指向共同的一塊內存區域的不同位置，該內存區域由__alloc_skb在創建緩衝區時創建，四個指針間存在如下關係：
head <= data <= tail < end
那指向的這塊內存區域有多大呢？一般由外部根據需要傳入。外部設定這個大小時，會根據實際數據量加上各層協議的首部，再加15(爲了處理對齊）傳入，在__alloc_skb中根據各平臺不同進行長度向上對齊。但是，我們另外還要加上一個存放結構體struct skb_shared_info的空間，也就是說end並不真正指向內存區域的尾部，在end後面還有一個結構體struct skb_shared_info，下面是其定義：
struct skb_shared_info{
atomic_t dataref; //引用計數。
unsigned short nr_frags; //數據片段的數量。
unsigned short tso_size;
unsigned short tso_segs;
unsigned short ufo_size;
unsigned int ip6_frag_id;
struct sk_buff *frag_list; //數據片段的鏈表。
skb_frag_t frags[MAX_SKB_FRAGS]; //每一個數據片段的長度。
};
這個結構體存放分隔存儲的數據片段，將數據分解爲多個數據片段是爲了使用分散/聚集I/O。
如果是在skbuff_fclone_cache中創建，則創建一個struct sk_buff後，還要把緊鄰它的一個struct sk_buff的fclone成員置標誌SKB_FCLONE_UNAVAILABLE，表示該緩衝區還沒有被創建出來，同時置自己的fclone爲SKB_FCLONE_ORIG，表示自己可以被克隆。最後置引用計數爲1。
最後，truesize表示緩存區的整體長度，置爲sizeof(struct sk_buff)+傳入的長度，不包括結構struct skb_shared_info的長度。
前面一篇文章分析了套接字緩衝區sk_buff的創建過程，但一般來講，一個套接字緩衝區總是屬於一個套接字，所以，除了調用sk_buff本身的alloc_skb函數創建一個套接字緩衝區，套接字本身還要對sk_buff進行一些操作，以及設置自身的一些成員值。下面我們來分析這個過程。
如果檢查到待發送數據報沒有傳輸層協議頭（不是傳輸層的tcp或udp數據報），套接字創建緩衝區的函數是sock_alloc_send_skb，它的函數原型是：
struct sk_buff *sock_alloc_send_skb(struct sock *sk, unsigned long size,
int noblock, int *errcode)
它直接調用函數：
static struct sk_buff *sock_alloc_send_pskb(struct sock *sk,
unsigned long header_len,
unsigned long data_len,
int noblock, int *errcode)
參數sk是要創建緩衝區的那個套接字，header_len是sk_buff中，成員data指向的那塊數據區的長度，而data_len則是指除那塊數據區以外的被分片的數據的總長。noblock指示是否阻塞模式。對於非傳輸層協議包，不使用分散/聚集IO，所以，置data_len爲0。
網絡層代表一個套接字的結構體struct sock有兩個成員sk_wmem_alloc和sk_sndbuf，sk_wmem_alloc表示在這個套接字上已經分配的寫緩衝區(發送緩衝區）的總長，每次分配完一個屬於它的寫sk_buff，這個值總是加上sk_buff->truesize。而sk_sndbuf則是這個socket所允許的最大發送緩衝區。它的值在系統初始化的時候設爲變量sysctl_wmem_max的值，可以通過系統調用進行修改。其缺省值sysctl_wmem_max爲107520字節，因爲它的計算長度還包括了struct
sk_buff，所以，一般認爲其缺省值是64K數據。
而對於傳輸層協議包，我們使用sock_wmalloc創建套接字緩衝區，這是一個更爲簡單的創建函數，沒有超時、出錯判斷機制，直接通過調用alloc_skb創建一個sk_buff並返回。但對於傳輸層協議有一個不同點就是sk_wmem_alloc最大可以達到兩倍sk_sndbuf，即缺省的發送緩衝區可以達到128K。
到這裏，我們就不難理解struct sk_buff中另外兩個成員的含義了：
len是指數據包全部數據的長度，包括data指向的數據和end後面的分片的數據的總長，而data_len只包括分片的數據的長度。而truesize的最終值是len+sizeof(struct sk_buff)。
結構體struct sk_buff中共有三個聯合體，分別是h, nh和mac，它們都是一些指針，指向協議棧各層協議的首部。從含有的首部類型來看，nh是h的子集，而mac是nh的子集。《Linux設備驅動程序》第三版第522頁這樣介紹這三個聯合體：h中包含有傳輸層的報文頭，nh中包含有網絡層的報文頭，而mac中包含的是鏈路層的報文頭。
光靠這樣的一個解釋可能過於抽象，讓我們來看一個UDP數據報是怎麼樣穿過數千公里長的網線來到我們的網卡，通過網卡的驅動程序層層向上來到協議棧的上層的。
當網卡驅動程序收到一個UDP數據報後，它創建一個結構體struct sk_buff，確保data成員指向的空間足夠存放收到的數據（對於數據報分片的情況，因爲比較複雜，我們暫時忽略，我們假設一次收到的是一個完整的UDP數據報)。把收到的數據全部拷貝到data指向的空間，然後，把skb->mac.raw指向data，此時，數據報的開始位置是一個以太網頭，所以skb->mac.raw指向鏈路層的以太網頭。然後通過調用skb_pull剝掉以太網頭，所謂剝掉以太網頭，只是把data加上sizeof(struct
ethhdr)，同時len減去這個值，這樣，在邏輯上,skb已經不包含以太網頭了，但通過skb->mac.raw還能找到它。這就是我們通常所說的，IP數據報被收到後，在鏈路層被剝去以太網頭。
在繼續往上層的過程中，一直到我們的my_inet域的函數myip_local_deliver_finish中，我們通過 __skb_pull剝去IP首部，同樣，我們可以通過skb->nh.raw找到它。最後，skb->h.raw指向data，即udp首部，udp首部其實到最後都沒有被剝去，應用程序在調用recv接收數據時，直接從skb->data+sizeof(struc udphdr)的位置開始拷貝。
我們可以看到，從網卡驅動開始，通過協議棧層層往上傳送數據報時，通過增加skb->data的值，來逐步剝離協議首部，但通過h,nh,mac這三個聯合指針，我們可以訪問到這些協議首部，從而利用其提供的有效信息。
但必須指出的是，《Linux設備驅動程序》中的解釋並不完全準確，mac中包含鏈路層報文頭，這是毫無疑問的，nh中包含義網絡層的報文頭，也沒有問題，因爲ARP協議也屬於網絡層協議，nh中包含IP首部或者ARP首部。當我們接收到一個icmp數據報時，在myip_local_deliver_finish中剝去IP首部後，skb->h.raw指向的是icmp首部，但icmp顯然不是傳輸層協議，它是網絡層的一個附屬協議。igmp也是相同的情況，我想這也是爲什麼sk_buff的三個聯合體不命名爲th, nh, mac的原因，因爲th(transprot
header)不能準確反映它的內容。
正確的理解應該是三個聯合體是按TCP/IP數據報的協議首部的排列順序來制定的。排在最前面的是以太網頭，包含在mac中，第二是網絡層協議首部，包括IP和ARP，包含在nh中，第三包括傳輸層協議頭(TCP, UDP)、ICMP, IGMP。
另外，再選擇兩個重要的數據成員作個簡短介紹。
pkt_type，數據報的類型。這個值在網卡驅動程序中由函數eth_type_trans通過判斷目的以太網地址來確定。如果目的地址是FF:FF:FF:FF:FF:FF，則爲廣播地址，pkt_type=PACKET_BROADCAST，如果最高位爲1,則爲組播地址，pkt_type=PACKET_MULTICAST，如果目的mac地址跟本機mac地址不相等，則不是發給本機的數據報，pkt_type=PACKET_OTHERHOST，否則就是缺省值PACKET_HOST。
protocol, 它的值是以太網首部的第三個成員，即幀類型，對於IP數據來講，就是ETH_P_IP(0x8000)，對ARP數據報來講，就是ETH_P_ARP(0x8086)。
sk_buff還有一組操作函數，在理解sk_buff本身的基礎上，理解這些函數並不困難，這裏不再作分析。關於套接字緩衝區的分析就到這裏結束。