Linux 上的基础网络设备详解
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如图所示，当一个 TAP 设备被创建时，在 Linux 设备文件目录下将会生成一个对应 char 设备，用户程序可以像打开普通文件一样打开这个文件进行读写。当执行 write()操作时，数据进入 TAP 设备，此时对于 Linux 网络层来说，相当于 TAP 设备收到了一包数据，请求内核接受它，如同普通的物理网卡从外界收到一包数据一样，不同的是其实数据来自 Linux 上的一个用户程序。Linux 收到此数据后将根据网络配置进行后续处理，从而完成了用户程序向 Linux 内核网络层注入数据的功能。当用户程序执行 read()请求时，相当于向内核查询 TAP 设备上是否有需要被发送出去的数据，有的话取出到用户程序里，完成 TAP 设备的发送数据功能。针对 TAP 设备的一个形象的比喻是：使用 TAP 设备的应用程序相当于另外一台计算机，TAP 设备是本机的一个网卡，他们之间相互连接。应用程序通过 read()/write()操作，和本机网络核心进行通讯。 VETH 设备总是成对出现，送到一端请求发送的数据总是从另一端以请求接受的形式出现。该设备不能被用户程序直接操作，但使用起来比较简单。创建并配置正确后，向其一端输入数据，VETH 会改变数据的方向并将其送入内核网络核心，完成数据的注入。在另一端能读到此数据。 网络设置举例说明为了更好的说明 Linux 网络设备的用法，下面将用一系列的例子，说明在一个复杂的 Linux 网络元素组合出的虚拟网络里，数据的流向。网络设置简介如下：一个中心 Bridge：bridge0 下 attach 了 4 个网络设备，包括 2 个 VETH 设备，1 个 TAP 设备 tap0，1 个物理网卡 eth0。在 VETH 的另外一端又创建了 VLAN 子设备。Linux 上共存在 2 个 VLAN 网络，既 vlan100 与 vlan200。物理网卡和外部网络相连，并且在它之下创建了一个 VLAN ID 为 200 的 VLAN 子设备。 从 vlan100 子设备发送 ARP 报文图 4 .ARP from vlan100 child device
如图所示，当用户尝试 ping 192.168.100.3 时，Linux 将会根据路由表，从 vlan100 子设备发出 ARP 报文，具体过程如下： 1) 用户 ping 192.168.100.3 2) Linux 向 vlan100 子设备发送 ARP 信息。 3) ARP 报文被打上 VLAN ID 100 的 Tag 成为 ARP@vlan100，转发到母设备上。 4) VETH 设备将这一发送请求转变方向，成为一个需要接受处理的报文送入内核网络模块。 5) 由于对端的 VETH 设备被加入到了 bridge0 上，并且内核发现它收到一个报文，于是报文被转发到 bridge0 上。 6) bridge0 处理此 ARP@vlan100 信息，根据 TCP/IP 二层协议发现是一个广播请求，于是向它所知道的所有端口广播此报文，其中一路进入另一对 VETH 设备的一端，一路进入 TAP 设备 tap0，一路进入物理网卡设备 eth0。此时在 tap0 上，用户程序可以通过 read()操作读到 ARP@vlan100，eth0 将会向外界发送 ARP@vlan100，但 eth0 的 VLAN 子设备不会收到它，因为此数据方向为请求发送而不是请求接收。 7) VETH 将请求方向转换，此时在另一端得到请求接受的 ARP@vlan100 报文。 8) 对端 VETH 设备发现有数据需要接受，并且自己有两个 VLAN 子设备，于是执行 VLAN 处理逻辑。其中一个子设备是 vlan100，与 ARP@vlan100 吻合，于是去除 VLAN ID 100 的 Tag 转发到这个子设备上，重新成为标准的以太网 ARP 报文。另一个子设备由于 ID 不吻合，不会得到此报文。 9) 此 VLAN 子设备又被 attach 到另一个桥 bridge1 上，于是转发自己收到的 ARP 报文。 10) bridge1 广播 ARP 报文。 （编辑：佛山站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
