网络虚拟化技术(二): TUN/TAP MACVLAN MACVTAP

27 March 2013

TUN 设备

TUN 设备是一种虚拟网络设备,通过此设备,程序可以方便得模拟网络行为。先来看看物理设备是如何工作的:

2013-03-27-linux-network-tun__1.png

所有物理网卡收到的包会交给内核的 Network Stack 处理,然后通过 Socket API 通知给用户程序。下面看看 TUN 的工作方式:

2013-03-27-linux-network-tun__2.png

普通的网卡通过网线收发数据包,但是 TUN 设备通过一个文件收发数据包。所有对这个文件的写操作会通过 TUN 设备转换成一个数据包送给内核;当内核发送一个包给 TUN 设备时,通过读这个文件可以拿到包的内容。

如果我们使用 TUN 设备搭建一个基于 UDP VPN,那么整个处理过程就是这样:

2013-03-27-linux-network-tun__3.png

数据包会通过内核网络栈两次。但是经过 App 的处理后,数据包可能已经加密,并且原有的 ip 头被封装在 udp 内部,所以第二次通过网络栈内核看到的是截然不同的网络包。

TAP 设备

TAP 设备与 TUN 设备工作方式完全相同,区别在于:

  • TUN 设备的 /dev/tunX 文件收发的是 IP 层数据包,只能工作在 IP 层,无法与物理网卡做 bridge,但是可以通过三层交换(如 ip_forward)与物理网卡连通。

  • TAP 设备的 /dev/tapX 文件收发的是 MAC 层数据包,拥有 MAC 层功能,可以与物理网卡做 bridge,支持 MAC 层广播

MACVLAN

有时我们可能需要一块物理网卡绑定多个 IP 以及多个 MAC 地址,虽然绑定多个 IP 很容易,但是这些 IP 会共享物理网卡的 MAC 地址,可能无法满足我们的设计需求,所以有了 MACVLAN 设备,其工作方式如下:

2013-03-27-linux-network-tun__4.png

MACVLAN 会根据收到包的目的 MAC 地址判断这个包需要交给哪个虚拟网卡。单独使用 MACVLAN 好像毫无意义,但是配合之前介绍的 network namespace 使用,我们可以构建这样的网络:

2013-03-27-linux-network-tun__5.png

由于 macvlan 与 eth0 处于不同的 namespace,拥有不同的 network stack,这样使用可以不需要建立 bridge 在 virtual namespace 里面使用网络。

MACVTAP

MACVTAP 是对 MACVLAN的改进,把 MACVLAN 与 TAP 设备的特点综合一下,使用 MACVLAN 的方式收发数据包,但是收到的包不交给 network stack 处理,而是生成一个 /dev/tapX 文件,交给这个文件:

2013-03-27-linux-network-tun__6.png

由于 MACVLAN 是工作在 MAC 层的,所以 MACVTAP 也只能工作在 MAC 层,不会有 MACVTUN 这样的设备。

TAP设备

TAP 设备与 TUN 设备工作方式完全相同,区别在于:

  1. TUN 设备是一个三层设备,它只模拟到了 IP 层,即网络层 我们可以通过 /dev/tunX 文件收发 IP 层数据包,它无法与物理网卡做 bridge,但是可以通过三层交换(如 ip_forward)与物理网卡连通。可以使用ifconfig之类的命令给该设备设定 IP 地址。
  2. TAP 设备是一个二层设备,它比 TUN 更加深入,通过 /dev/tapX 文件可以收发 MAC 层数据包,即数据链路层,拥有 MAC 层功能,可以与物理网卡做 bridge,支持 MAC 层广播。同样的,我们也可以通过ifconfig之类的命令给该设备设定 IP 地址,你如果愿意,我们可以给它设定 MAC 地址。

最后,关于文章中出现的二层,三层,我这里说明一下,第一层是物理层,第二层是数据链路层,第三层是网络层,第四层是传输层。

网络虚拟化技术(二): TUN/TAP MACVLAN MACVTAP (转)的更多相关文章

  1. 网络虚拟化技术 -- LXC TUN/TAP MACVLAN MACVTAP

    Linux的网络虚拟化是LXC项目中的一个子项目,LXC包括文件系统虚拟化,进程空间虚拟化,用户虚拟化,网络虚拟化,等等 [ LXC内核命名空间 ],这里使用LXC的网络虚拟化来模拟多个网络环境. 创 ...

  2. 网络虚拟化技术(二): TUN/TAP MACVLAN MACVTAP

    TUN 设备 TUN 设备是一种虚拟网络设备,通过此设备,程序可以方便得模拟网络行为.先来看看物理设备是如何工作的:

  3. 网络虚拟化技术 TUN/TAP MACVLAN MACVTAP

    TUN 设备 TUN 设备是一种虚拟网络设备,通过此设备,程序可以方便得模拟网络行为.先来看看物理设备是如何工作的:

  4. 基于SDN的IP RAN网络虚拟化技术

    http://www.zte.com.cn/cndata/magazine/zte_technologies/2014/2014_4/magazine/201404/t20140421_422858. ...

  5. [原创] 详解云计算网络底层技术——虚拟网络设备 tap/tun 原理解析

    本文首发于我的公众号 Linux云计算网络(id: cloud_dev),专注于干货分享,号内有 10T 书籍和视频资源,后台回复「1024」即可领取,欢迎大家关注,二维码文末可以扫. 在云计算时代, ...

  6. openstack-networking-neutron(二)---tun/tap

    本博客已经添加"打赏"功能,"打赏"位置位于右边栏红色框中,感谢您赞助的咖啡. 简介 虚拟网卡Tun/tap驱动是一个开源项目,支持很多的类UNIX平台,Ope ...

  7. 深入浅出Hyper-V网络虚拟化技术

    年后综合症刚刚消失殆尽,转眼就要迎接各种新的工作任务了:之前写过一篇有关hyper-v网络虚拟化内容的博文,主要是从操作系统层面入手,概要性的总结了一下,基本也都是参考了大部分官方内容再加以个人修饰: ...

  8. centos6.5网络虚拟化技术

    一.配置KVM虚拟机NAT网络 1.创建脚本执行权限 下面是NAT启动脚本 # vi /etc/qemu-ifup-NAT 赋予权限 # chmod +x /etc/qemu-ifup-NAT 下载镜 ...

  9. 网络虚拟化技术(一): Linux网络虚拟化

    创建虚拟网络环境 使用命令 $ ip netns add net0 可以创建一个完全隔离的新网络环境,这个环境包括一个独立的网卡空间,路由表,ARP表,ip地址表,iptables,ebtables, ...

随机推荐

  1. C# 代码小技巧

    一 .自动属性. 1.vs下输入prop,Tab键就出现了.   2.有了自动属性,我们不用再额外为一个类的每个公共属性定义一个私有字段(实际上没多大用处的字段), 但是通过反射还是可以看到对应的私有 ...

  2. 使用setup.py安装python包和卸载python包的方法

    使用setup.py安装python包和卸载python包的方法 记录安装后文件的路径 python setup.py install --record files.txt删除这些文件 cat fil ...

  3. ADB server didn't ACK failed to start daemon 5037

    错误信息: C:\Users\lizy>adb devices adb devicesadb server is out of date.  killing... ADB server didn ...

  4. Android Studio计时跳转或点击跳转至主页面

    这个总体来说是比较简单的,计时跳转一般调用Android Studio中的Handler方法. 一.发生点击事件跳转页面 mBtnTextView = (Button) findViewById(R. ...

  5. python-单元测试优化,加入日志

    HttpRequests.py #-*- coding:utf-8 -*- import requests class HttpRequests(): def http_requests(self,u ...

  6. 批量IP自动ping脚本

    批量IP自动ping脚本ping.sh 在同一目录新建一个名为pingip的文件,并以每行一个IP的方式罗列.使用sh命令执行ping.sh #!/bin/bash IP_LIST=`cat ping ...

  7. 微信小程序 用户登录 服务器端(TP5.1)实现

    先来看官方提供的流程图: 客户端: 小程序客户端通过 wx.login() 获取登录code , 然后将code当做参数传递到服务器. getToken(){ var that = this; wx. ...

  8. 什么是python的全局解释锁(GIL)

    GIL解决了Python中的什么问题? 为什么选取GIL作为解决方案? 对多线程Python程序的影响 为什么GIL还没有被删除? 为什么在Python 3 中GIL没有被移除? 如何处理Python ...

  9. ElasicSearch(4) 与jest结合

    https://spring.io/projects/spring-data-elasticsearch https://docs.spring.io/spring-data/elasticsearc ...

  10. Oracle,cast函数

    cast(要转换的值 AS 转换的类型): 问题:'            ' as FSubBillNo 若用此法 oracle 默认字段类型为char型 且字段长度度为输入空格的长度,会导致字符串 ...