【问题标题】:How does a NIC work from a kernel's perspective?从内核的角度来看,NIC 是如何工作的?
【发布时间】:2019-01-04 08:07:20
【问题描述】:

无法正确表达我的问题,因此 Google 搜索对我没有帮助。有人可以从内核的角度解释 NIC 的工作原理吗?为了让内核与设备通信,您需要一个驱动程序/内核模块。我的问题:

  1. 我了解设备在 Linux 中表示为文件。如果驱动程序/模块提供用户空间 API 来与设备对话,这是否意味着系统调用(例如对设备文件的读/写)是多余的?我并不是说实际上应该使用系统调用来读取/写入设备的文件,而只是为了争论。

  2. eth0 等设备名称如何适应所有这些?

  3. tcpdump 究竟从哪里得到它的数据?如果我运行类似: tcpdump -vv -i eth0 tcpdump 是否从某处的设备文件中读取?实际探测 NIC 的 tx/rx 端口以了解进出它的位太复杂了,那么 tcpdump 是如何获取它的信息的呢?

非常感谢您提供的任何信息。随时提供指向网站或书籍的链接,我可以在其中了解更多信息。

【问题讨论】:

    标签: linux operating-system driver


    【解决方案1】:

    “如果驱动程序/模块提供用户空间 API 来与设备通信,这是否意味着对设备文件的读/写等系统调用是多余的?”

    您在此处说明的内容与 DPDK 库提供的轮询模式驱动程序非常相似。 https://doc.dpdk.org/guides/prog_guide/poll_mode_drv.html 如果驱动程序提供用户空间 API,那么 read/write、send/recv 系统调用将变得多余。您必须使用驱动程序提供的 API 来读取和写入 NIC 设备。 但是,如果您仍然想使用 linux 系统调用,例如 read/write 或 send/recv,您可以设计您的应用程序,以便在从驱动程序 API 读取原始数据后,将原始数据“注入”到 linux 内核中,您可以通过将原始数据写入 tun/tap 设备并让您的应用程序使用来自 tun/tap 设备的 linux 系统调用读取数据来实现此目的。

    “tcpdump 究竟从哪里得到它的数据?”

    大多数数据包嗅探应用程序在 l2 层打开的原始套接字的帮助下嗅探数据包。 https://www.unix.com/programming/229235-raw-socket-programming-efficient-packet-sniffer.html

    找到一篇与 tcpdump 相关的帖子,给出了更详细的解释: https://unix.stackexchange.com/questions/23060/what-level-of-the-network-stack-does-tcpdump-get-its-info-from

    【讨论】:

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