## 第?17?章?網絡驅動 我們已經討論了字符和塊驅動, 現在準備好轉移到網絡世界里. 網絡接口是第 3 類標準的 Linux 設備, 本章描述它們如何與內核其他部分交互. 一個網絡接口的在系統內的角色與一個被加載的塊設備的角色類似. 一個塊設備注冊它的磁盤和工作方法到內核, 隨之通過它的請求函數按需求"發送"和"接收"塊. 類似的, 一個網絡接口必須注冊它自己到特定的內核數據結構中, 以便在與外部世界交換報文時被調用. 在被加載的磁盤和報文遞送接口之間有幾個重要的區別. 首先, 磁盤作為一個特殊的文件存在于 /dev 目錄下, 然而一個網絡接口沒有這樣的入口點. 正常的文件操作( read, write, 等等 )對于網絡接口沒有意義, 因此不可能適用 Unix 的"一切皆文件"的方法給它們. 從而, 網絡接口存在于它們自己的名子空間里, 并且對外輸出了一套不同的操作. 盡管你可能會反駁說, 應用程序在使用 socket 時可以使用 read 和 write 系統調用, 這些系統調用作用于一個軟件對象上, 而它與接口是明顯不同的. 幾百個 socket 可以在同一個物理接口上復用. 但是兩者最重要的不同在于, 塊驅動的運行只是響應來自內核的請求, 但是網絡驅動從外邊異步地接收報文. 因此, 不同于一個塊驅動被要求向內核發送一個緩存區, 網絡設備要求向內核推送進入的報文. 網絡驅動使用的內核接口為這個不同的操作模式而設計. 網絡驅動也不得不準備支持很多的管理任務, 例如設置地址, 修改發送參數, 以及維護流量和錯誤統計. 網絡驅動使用的 API 反映了這種需要, 并且因此, 能看出一些與我們之前看到的接口的不同. Linux 內核的網絡子系統被設計成是完全獨立于協議的. 這適用于網絡協議( 互聯網協議 [IP], 相對于 IPX, 或者其他協議 )和硬件協議( 以太網, 相對的令牌環, 等等 ). 一個網絡驅動和內核互相作用在同一時間正確處理一個網絡報文; 這允許對驅動巧妙地隱藏了協議的信息, 以及對協議隱藏了物理發送. 本章描述了網絡接口如何適用于 Linux 內核的其他部分, 并以一個基于內存模塊化網絡接口的形式提供了例子, 它稱做( 你猜一下 ) snull. 為簡化討論, 這個接口使用以太網硬件協議和發送 IP 報文. 你從測驗 snull 中獲得的知識已能夠應用到非 IP 的協議上, 并且編寫一個非以太網驅動只是有極小的與實際網絡協議相關的區別. 本章不討論 IP 編號方案, 網絡協議, 以及其他通用的網絡概念. 這樣的話題不是( 常常地 )驅動編寫者所關心的, 并且不可能提供一個滿意的網絡技術的概述在不足幾百頁里面. 建議感興趣的讀者去參考其他的描述網絡方面的書籍. 在進入網絡設備之前, 提及一個技術方面的注意問題. 網絡世界使用術語 octet 來表示一個 8 個位的組, 它通常是網絡設備和協議能理解的最小單元. 術語 byte 在這個上下文中極少遇到. 為緊跟標準用法, 我們將使用 octet, 在談論網絡設備的時候. 術語" header "也值得一提. 一個 header 是一組字節(錯了, 是 octet), 要安排到一個報文里, 當它穿過網絡子系統的各層時. 當一個應用程序通過一個 TCP socket 發送了一個數據塊, 網絡子系統拆開數據, 填充到報文里, 在報文開始安上一個 TCP header 來描述每個報文在流里面的位置. 下面的協議層接著在 TCP header 之前安上一個 IP header, 用來路由這個報文到它的目的地. 如果這個報文在類似以太網的介質上移動, 一個以太網 header, 由硬件來解析的, 加在在余下的前面. 網絡驅動(常常)不需要讓自己去理睬高層的 header, 但是它們經常必須參與硬件級別的 header 的創建.