本篇文章給大家分享的是有關(guān)如何解析Linux tun/tap，小編覺得挺實(shí)用的，因此分享給大家學(xué)習(xí)，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

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Linux tun/tap 詳解

> 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，tun與tap是操作系統(tǒng)內(nèi)核中的虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。不同于普通靠硬件網(wǎng)絡(luò)適配器實(shí)現(xiàn)的設(shè)備，這些虛擬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備全部用軟件實(shí)現(xiàn)，并向運(yùn)行于操作系統(tǒng)上的軟件提供與硬件的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備完全相同的功能。

tun/tap是什么？

tun是網(wǎng)絡(luò)層的虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以收發(fā)第三層數(shù)據(jù)報(bào)文包，如IP封包，因此常用于一些點(diǎn)對(duì)點(diǎn)IP隧道，例如OpenVPN，IPSec等。

tap是鏈路層的虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，等同于一個(gè)以太網(wǎng)設(shè)備，它可以收發(fā)第二層數(shù)據(jù)報(bào)文包，如以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。Tap最常見的用途就是做為虛擬機(jī)的網(wǎng)卡，因?yàn)樗推胀ǖ奈锢砭W(wǎng)卡更加相近，也經(jīng)常用作普通機(jī)器的虛擬網(wǎng)卡。

如何操作tun/tap？

Linux tun/tap可以通過網(wǎng)絡(luò)接口和字符設(shè)備兩種方式進(jìn)行操作。

當(dāng)應(yīng)用程序使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口socket API操作tun/tap設(shè)備時(shí)，和操作一個(gè)真實(shí)網(wǎng)卡無異。

當(dāng)應(yīng)用程序使用字符設(shè)備操作tun/tap設(shè)備時(shí)，字符設(shè)備即充當(dāng)了用戶空間和內(nèi)核空間的橋梁直接讀寫二層或三層的數(shù)據(jù)報(bào)文。在 Linux 內(nèi)核 2.6.x 之后的版本中，tun/tap 對(duì)應(yīng)的字符設(shè)備文件分別為：

tun：/dev/net/tun
tap：/dev/tap0

當(dāng)應(yīng)用程序打開字符設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的虛擬設(shè)備接口，一般以tunX和tapX方式命名，虛擬設(shè)備接口創(chuàng)建成功后，可以為其配置IP、MAC地址、路由等。當(dāng)一切配置完畢，應(yīng)用程序通過此字符文件設(shè)備寫入IP封包或以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，tun/tap的驅(qū)動(dòng)程序會(huì)將數(shù)據(jù)報(bào)文直接發(fā)送到內(nèi)核空間，內(nèi)核空間收到數(shù)據(jù)后再交給系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧進(jìn)行處理，最后網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧選擇合適的物理網(wǎng)卡將其發(fā)出，到此發(fā)送流程完成。而物理網(wǎng)卡收到數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)會(huì)交給網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧進(jìn)行處理，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧匹配判斷之后通過tun/tap的驅(qū)動(dòng)程序?qū)?shù)據(jù)報(bào)文原封不動(dòng)的寫入到字符設(shè)備上，應(yīng)用程序從字符設(shè)備上讀取到IP封包或以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，最后進(jìn)行相應(yīng)的處理，收取流程完成。

> 注意：當(dāng)應(yīng)用程序關(guān)閉字符設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)刪除對(duì)應(yīng)的虛擬設(shè)備接口，并且會(huì)刪除掉創(chuàng)建的路由等信息。

tun/tap的區(qū)別

tun/tap 雖然工作原理一致，但是工作的層次不一樣。

tun是三層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，收發(fā)的是IP層數(shù)據(jù)包，無法處理以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，例如OpenVPN的路由模式就是使用了tun網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，OpenVPN Server重新規(guī)劃了一個(gè)網(wǎng)段，所有的客戶端都會(huì)獲取到該網(wǎng)段下的一個(gè)IP，并且會(huì)添加對(duì)應(yīng)的路由規(guī)則，而客戶端與目標(biāo)機(jī)器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)報(bào)文都要經(jīng)過OpenVPN網(wǎng)關(guān)才能轉(zhuǎn)發(fā)。

tap是二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，收發(fā)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，擁有MAC層的功能，可以和物理網(wǎng)卡通過網(wǎng)橋相連，組成一個(gè)二層網(wǎng)絡(luò)。例如OpenVPN的橋接模式可以從外部打一條隧道到本地網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)來的機(jī)器就像本地的機(jī)器一樣參與通訊，絲毫看不出這些機(jī)器是在遠(yuǎn)程。如果你有使用過虛擬機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，橋接模式也是一種十分常見的網(wǎng)絡(luò)方案，虛擬機(jī)會(huì)分配到和宿主機(jī)器同網(wǎng)段的IP，其他同網(wǎng)段的機(jī)器也可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問到這臺(tái)虛擬機(jī)。

使用方式

Linux 提供了一些命令行程序方便我們來創(chuàng)建持久化的tun/tap設(shè)備，但是如果沒有應(yīng)用程序打開對(duì)應(yīng)的文件描述符，tun/tap的狀態(tài)一直會(huì)是DOWN，還好的是這并不會(huì)影響我們把它當(dāng)作普通網(wǎng)卡去使用。

使用ip tuntap help查看使用幫助

Usage: ip tuntap { add | del | show | list | lst | help } [ dev PHYS_DEV ]
	[ mode { tun | tap } ] [ user USER ] [ group GROUP ]
	[ one_queue ] [ pi ] [ vnet_hdr ] [ multi_queue ] [ name NAME ]

Where:	USER  := { STRING | NUMBER }
	GROUP := { STRING | NUMBER }

示例

# 創(chuàng)建 tap 
ip tuntap add dev tap0 mode tap 
# 創(chuàng)建 tun
ip tuntap add dev tun0 mode tun 

# 刪除 tap
ip tuntap del dev tap0 mode tap
# 刪除 tun
ip tuntap del dev tun0 mode tun

tun/tap 設(shè)備創(chuàng)建成功后可以當(dāng)作普通的網(wǎng)卡一樣使用，因此我們也可以通過ip link命令來操作它。

# 例如使用ip link命令也可以刪除tun/tap設(shè)備
ip link del tap0
ip link del tun0

以上就是如何解析Linux tun/tap，小編相信有部分知識(shí)點(diǎn)可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿?huì)見到或用到的。希望你能通過這篇文章學(xué)到更多知識(shí)。更多詳情敬請(qǐng)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。