c - tcp - netmap : tun/tap 接口可以忽略 netmap 的使用吗？

Question

我刚刚在这里问了一个问题：previous question

Tun/tap 设备会避免安装 netmap/pf_ring/dpdk 吗？ 如果 tun/tap 允许绕过内核，难道不是一回事吗？

或者那些代码带来了太多的优化，以至于它们超过了 tun os 绕过策略？

这里我不太明白。

谢谢

Answer 1

TUN/TAP 接口是虚拟网络接口，其中不是从物理媒体发送和接收数据包，而是从用户空间程序发送和接收它们。它们不绕过内核，但通常将 TAP 接口设置为默认接口，以便让用户空间程序拦截应用程序流量。

考虑下图一个用户空间程序与网络接口和网络堆栈的典型交互。

+--------------------------+                                               
| Network Interface Driver |                                               
+------------+-------------+                                               
             |                                                             
+------------+-------------+                                               
|      Network Stack       |                                               
+--------+---+---+---------+                                               
         |   |   |           Kernel Space                                  
+----------------------------------------+                                 
         |   |   |           User Space                                    
         |Sockets|                                                         
         |   |   |                                                         
+--------+---+---+---------+                                               
| User Space Applications  |                                               
+--------------------------+ 

在 TAP 接口的情况下，无法完全绕过网络堆栈。用户空间应用程序仍然可以连接到物理接口。只有当一个帧专门指向 TAP 接口时，拦截器应用程序才能拦截帧。

+--------------------------+     +--------------------------+              
| Network Interface Driver |     |       TAP Interface      |              
+------------+-------------+     +--------+----+------------+              
             |                            |    |                           
+------------+-------------+              |    |                           
|      Network Stack       +--------------+    |                           
+---+------------------+---+                   |                           
    |                  |                       |              Kernel Space 
+-------------------------------------------------------------------------+
    |                  |                       |              User Space   
Sockets to NIC    Sockets to TAP       TAP File Descriptor                 
    |                  |                       |                           
+---+------------------+---+     +-------------+------------+              
|    Normal Applications   |     | Interceptor Application  |              
+--------------------------+     +--------------------------+     

在 Netmap 的情况下，一旦用户空间应用程序专门获取了 NIC，则由用户空间应用程序决定哪些帧（如果有）可以注入网络堆栈。因此，我们可以拥有直接抓包的性能，并在需要时利用网络堆栈服务。对 NIC 的独占访问始终不是一个好特性，考虑 NIC 必须响应 ARP 请求的简单场景。

+-----------------------------------------------------------+              
|          Netmap Enabled Network Interface Driver          |              
+-----+-----------------------------------------------------+              
      |                                                                    
+-----+-----+ +-----------+      +--------------------------+              
| NIC Rings | | Host Ring +------+     Network Stack        |              
+-----+-----+ +-----+-----+      +--------+---+---+---------+              
      |             |                     |   |   |           Kernel Space 
+-------------------------------------------------------------------------+
      |             |                     |   |   |           User Space   
 MMAP Access   MMAP Access                |Sockets|                        
      |             |                     |   |   |                        
+-----+-------------+------+     +--------+---+---+---------+              
| Interceptor Application  |     |    Normal Applications   |              
+--------------------------+     +--------------------------+              

不幸的是，根据http://dpdk.org/doc/guides/sample_app_ug/netmap_compatibility.html，DPDK 不支持“主机环”

我不确定 PF_RING

还请注意，为了使用 NETMAP/PF_RING/DPDK，您必须修改、重新编译甚至重新设计您的应用程序以匹配框架。