Linux tun/tap驱动

最新推荐文章于 2025-07-02 16:17:04 发布

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#linux #Linux #LINUX #tap #tun

本文介绍了Linux tun/tap驱动的工作原理，它们是虚拟网络设备，tun工作在三层网络处理IP包，tap则在二层处理以太帧。驱动程序包含字符设备和虚拟网卡驱动两部分，通过/dev/net/tun接口在用户空间与内核空间交互。注册虚拟网络设备涉及分配net_device结构体，注册驱动程序处理例程，并通过register_netdevice完成注册。数据包的发送和接收流程也进行了详细阐述。

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tun/tap是纯软件实现的一套虚拟网络设备。tap表示虚拟以太网设备，工作在二层网络上，具有直接处理以太帧的能力。tun表示虚拟点对点设备，工作在三层网络上，具有处理IP包的能力。

其实现原理相对简单。它在内核空间添加一个杂项设备（msicdevice）/dev/net/tun，实质上就是一个主设备号为10的字符设备，作为用户空间与内核空间信息交互的接口。tun/tap驱动程序包括两个部分，一部分是字符设备驱动，另一部分是虚拟网卡驱动。利用网卡驱动部分，接收来自内核协议栈的网络数据包并发送出去，或者反过来将接收到的数据包转交给内核协议栈处理。而字符设备驱动部分则负责数据包在内核空间与用户空间之间传递。

这里以2.6.18内核为例。内核为tun/tap驱动定义的结构体描述如下：<source-code>/include/linux/if_tun.h

struct tun_struct {
	struct list_head list; //tun/tap网络设备链表
	unsigned long flags; //区分tun或tap设备
	...
	wait_queue_head_t read_wait; //等待队列
	struct sk_buff_head readq; //接收数据包缓存链表
	
	struct net_device *dev; //对应的网络设备结构
	...
}