level-ip之虚拟网卡接口封装
差一点
我们就擦肩而过了
有趣
有用
有态度
阅读本文需要对level-ip的整体架构有所了解，如果读者尚未接触过level-ip，请先阅读下文:
请根据上述文章中的指引获取leve-ip的全部源码，并且尝试在任意Linux发行版本上编译运行。
前言
在整个tcp/ip协议栈中，对协议是进行上下分层的。用户需要收发的数据在不同协议层中传输时，会添加和删除各种协议包头。如下图:
我们暂且先把tcp协议栈粗浅地理解为:为用户数据添加各种包头，然后发送出去。等接收到数据之后，又按相反的顺序，解析出数据包中的有效数据，然后传输给用户程序。
既然数据是层层递交的，那么我们就应该先设计好每一层协议所需要使用到的接口。这一章，我们就来分析最底层的虚拟网卡接口。这个虚拟网卡接口，以后就负责帮助我们跟互联网进行数据收发。
虚拟网卡接口封装
在前面的文章中，我们已经讲解了虚拟网卡的基本原理，明白虚拟网卡在Linux系统下的设备文件为"/dev/net/tun"。
下面我们来分析源码，看如何对虚拟网卡的设备文件接口进行封装，以方便我们日后收发数据。
打开虚拟网卡设备文件
学习过Linux系统编程的小伙伴应该知道，Linux下有"一切皆文件"的哲学思想，我们想要使用虚拟网卡，就应该先用open函数打开虚拟网卡文件，获取它的文件描述符之后，然后才能对它进行读写等操作。
在level-ip\src\tuntap_if.c文件中，有一个tun_init()函数。该函数在main()函数中被调用，负责初始化虚拟网卡设备。如下图:
我们在这里主要是关注其中的tun_calloc()函数，在这个函数里面，就打开了"/dev/net/tun"设备文件,如下图:
设置虚拟网卡属性
我们的虚拟网卡，有很多不同属性，在这里我们要去配置虚拟网卡为tap网卡，该类型网卡可以抓取以太网层数据包。配置过程也是tun_calloc()函数中完成的。如下图:
其中,配置属性如下:
IFF_TUN: 创建一个点对点设备
IFF_TAP: 创建一个以太网设备
IFF_NO_PI: 不包含包信息，默认的每个数据包当传到用户空间时，都将包含一个附加的包头来保存包信息
然后使用ioctl()函数进行属性的配置，关于虚拟网卡在驱动程序的详细配置过程，可以参考这篇文章的分析:分享一款Linux平台下的tcp协议栈！超级透彻!
封装虚拟网卡读取接口--tun_read
tun_read()其实就是对read()函数的简单封装，此处封装的意义，是用来唯一标识出虚拟网卡数据读取接口。如下图:
封装虚拟网卡发送接口--tun_write
tun_write其实就是对write()函数的简单封装，此处封装的意义，是用来唯一标识出虚拟网卡数据发送接口。如下图:
总结
到这里，我们就完成了虚拟网卡读写接口的封装，这是我们万里长征的第一步，也是最重要的一步。从上面tcp协议栈的层次图可以看出来，它是实现以太网协议的关键依赖接口，以后我们将会基于这些接口，封装出以太网协议上的数据收发接口。
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