深入剖析Linux中的TAP接口技术 (linux中tap)

TAP（Virtual Ethernet Tunnel/TAP）接口在Linux系统中被广泛应用于虚拟化技术、网络安全、网络游戏等领域。在本文中，我们将介绍TAP接口的相关知识、TAP接口的工作原理，以及如何使用TAP接口实现网络虚拟化。

一、TAP接口的概述

TAP接口是一种虚拟网络接口，它通过模拟一个物理网络接口的方式来实现网络通信。它的原理是将数据包从内核空间中的一个Socket传输到用户空间（相当于输入数据到一个虚拟网卡），用户空间中的程序通过这个虚拟网卡发出的数据包，再由内核空间中的网络协议栈将其发送到真实网络中。

TAP接口是Linux内核自带的接口，可通过ip命令创建。创建TAP接口可以使用以下命令：

`sudo ip tuntap add mode tap name tap0`

该命令将在Linux系统中创建一个名为“tap0”的TAP接口。

二、TAP接口的工作原理

TAP接口与虚拟机网卡的工作原理类似：通过虚拟化技术创建一张虚拟网卡并实现网络通信。在TAP接口的实现过程中，它模拟一个物理网卡，可以像物理网卡一样接收发出数据包。TAP接口实现的核心是Linux内核中的TUN/TAP虚拟设备驱动程序，它会将TAP接口封装成一个特殊设备，保存在/dev/net/tun文件中。

当用户对TAP接口进行读写操作时，数据将通过TAP虚拟设备驱动程序的tap_get_user() 和tap_put_user()函数通过内核空间和用户空间中的网络协议栈和Socket进行转发。简单来说，用户程序将数据写入TAP接口，TAP虚拟设备驱动将接收到的数据包传递给网络协议栈，协议栈将数据包发送到真实的网络中，同样，接收方的数据包也经过协议栈，再通过TAP虚拟设备驱动程序传递给用户程序。

三、TAP接口的应用

1、网络虚拟化

TAP接口的应用之一是网络虚拟化。通过使用TAP接口，可以在一个物理主机上创建多个虚拟机，并为每个虚拟机分配一个TAP接口，这些虚拟机可以通过TAP接口进行通信，并全部连接到主机的物理网络（相当于一个网桥）。这种网络虚拟化的方式可以有效地实现资源共享，提高系统的使用效率。

2、网络安全

在网络安全领域，TAP接口可以用于构建安全隧道。通过在不安全的公网中创建一个科学安全连接，可以通过TAP接口在公网和安全网络间进行数据转发，防止数据在传输中被截获和窃取。

3、游戏开发

TAP接口在游戏开发中的应用也非常广泛。通过TAP接口，可以在本地局域网内实现多人游戏的联机连接，打造一个完美的游戏体验。

四、

在现代化的网络应用中，TAP接口技术被广泛应用，为网络的虚拟化、安全性和游戏体验等领域提供了强有力的支持。希望本文能够帮助读者深入了解TAP接口的原理和应用，掌握如何使用TAP接口实现网络虚拟化和安全传输。

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• 通用TUN/TAP设备驱动

Linux里的tab命令补全键用不了了。怎么办啊。按了没有反映。高手来帮小弟解释下谢谢了。

Linux里的侍竖tab命令补全键用不了是操作错误造成的，解决方法如下：

1、打开LINUX的操作系统，首先在左边

任务栏

里面找到终端，鼠标左键点击打开终端命令窗口。

2、清拿输入ls可以查看当前答谈搭所有的目录，输入pwd可以查看目前所在的目录，如果要改变目录，这些目录的名字都很长，不方便全部输入，那么输入之一个字母。

3、接下来按键盘的tab键，这里就可以得到某个文件或者目录的全称，就避免过多的输入了。

4、如果遇到首写字母都是一样的目录，按一下tab后是没反应的。

5、需要再按一下tab，也就是一共两下tab就可以出来这些首写字母一样的文件或者目录了。

通用TUN/TAP设备驱动

原文 Universal TUN/TAP device driver

TUN/TAP为用户空间提供分组接收和传输。既可以看作一个Point-to-Point设备，也可以看做一个Ethernet设备。它从用户空间程序接收分组，而不是从物理媒介；将分组写入用户空间程序而不是通过物理媒介。

一个程序打开/dev/net/tun字符型文件，并向内核发出ioctl()来注册一个网络设备。根据选项，这答含升个网络设备将显示为tunXX或者tapXX。当程序关闭文件描述符时，这个网络设备和所有对应的路由都将关闭。

用户空间程序read/write IP数据包（通过tun）还是以太网帧（通过tap），取决于选清老择的设备类型。正在使用哪一个取决于ioctl()设置的flag。

下的软件包包含两个简单的示例，介绍如何使用tun和tap设备。两个示例的工作原理都像在两个网络接口之间的桥一样。

另外，更好的例子来源于VTun(

) :))

创建设备节点：

设置权限：

驱动程序模块自动加载：

确保内核启用了“内核模块加载器” – 模块自动加载支持。 内核应该在之一次访问时加载它。

手动加载：

后一种方法，每次当你需要使用模块的时候，你都需要加载它。另一种方法将在你老瞎打开/dev/net/tun的时候自动加载。

设备的名称 char *dev 是具有格式的字符串（e.g. “tun%d”)，也可以是任何有效的网络设备名称。注意，字符指针将会被真实网络设备名覆盖。

如果 IFF_NO_PI 标志没有被设置，每一帧格式如下：

从3.8版开始，Linux支持多队列tuntap，它可以使用多个文件描述符（队列）来并行发送或接收数据包。 设备分配与以前相同，如果用户想要创建多个队列，则必须使用IFF_MULTI_QUEUE标志多次调用具有相同设备名称的TUNSETIFF。

char *dev 是设备的名称， queues 是要创建的队列数， fds 用于存储和返回创建给调用者的文件描述符（队列）。 每个文件描述符都作为一个队列的接口，可以被用户空间访问。

引入了一个新的 ioctl(TUNSETQUEUE) 来启用或禁用队列。 当用 IFF_DETACH_QUEUE 标志调用它时，队列被禁用。 当用 IFF_ATTACH_QUEUE 标志调用它时，队列被启用。 通过 TUNSETIFF 创建队列后，队列默认启用。

fd是我们想要启用或禁用的文件描述符（队列），当enable为真时，我们启用它，否则我们禁用它

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