当前位置：首页 > news >正文

虚拟网络设备和端口概念：Bridge（桥）和Tap

news 来源：原创 2024/9/20 9:35:15

Bridge（桥）和Tap是网络通信中，特别是在Linux环境下，常见的虚拟网络设备或端口概念。下面将分别介绍这两个概念及其在网络中的作用。

Bridge（桥）

定义与功能：

Bridge是一种虚拟网络设备，其功能类似于物理交换机，可以在TCP/IP二层协议上实现数据包的交换。它能够将多个网络接口连接在一起，实现不同网络之间的通信。
在Linux系统中，Bridge设备可以配置IP地址和MAC地址，类似于普通的网络设备。然而，与物理网卡不同，Bridge具有多个端口，可以接收来自任何端口的数据包，并根据目标MAC地址进行转发或丢弃。
Bridge设备主要用于实现虚拟机之间的通信，或者将虚拟机连接到物理网络。通过Bridge，虚拟机可以像物理机一样，在网络中发送和接收数据包。

工作原理：

当一个从设备（如Tap设备或物理网卡）被attach到Bridge上时，Bridge会学习该设备的MAC地址，并将其存储在内部的MAC地址-端口映射表（CAM表）中。
当Bridge接收到数据包时，它会检查数据包的目标MAC地址，并在CAM表中查找对应的端口。如果找到匹配的端口，Bridge会将数据包转发到该端口；如果没有找到匹配的端口，Bridge可能会将数据包广播到所有端口，或者根据网络配置进行其他处理。

比如真实的系统里ifconfig命令后显示这样：

bridge1: flags=1008843<UP,BROADCAST,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST,LOWER_UP> metric 0 mtu 1500
   description: vmx0
   options=0
   ether 58:9c:fc:10:ff:84
   id 00:00:00:00:00:00 priority 32768 hellotime 2 fwddelay 15
   maxage 20 holdcnt 6 proto rstp maxaddr 2000 timeout 1200
   root id 00:00:00:00:00:00 priority 32768 ifcost 0 port 0
   member: tap2 flags=143<LEARNING,DISCOVER,AUTOEDGE,AUTOPTP>
   ifmaxaddr 0 port 7 priority 128 path cost 2000000
   member: tap1 flags=143<LEARNING,DISCOVER,AUTOEDGE,AUTOPTP>
   ifmaxaddr 0 port 5 priority 128 path cost 2000000
   member: vmx0 flags=143<LEARNING,DISCOVER,AUTOEDGE,AUTOPTP>
   ifmaxaddr 0 port 1 priority 128 path cost 2000
   groups: bridge
   nd6 options=9<PERFORMNUD,IFDISABLED>
bridge2: flags=8802<BROADCAST,SIMPLEX,MULTICAST> metric 0 mtu 1500
   description: vmx0
   options=0
   ether 58:9c:fc:10:67:6a
   id 00:00:00:00:00:00 priority 32768 hellotime 2 fwddelay 15
   maxage 20 holdcnt 6 proto rstp maxaddr 2000 timeout 1200
   root id 00:00:00:00:00:00 priority 0 ifcost 0 port 0
   groups: bridge
   nd6 options=9<PERFORMNUD,IFDISABLED>

Tap（TAP设备）

定义与功能：

Tap是一种虚拟网络设备，用于模拟物理网络接口。它通常与虚拟机的网络接口相连，实现虚拟机与主机或其他虚拟机之间的网络通信。
通过Tap设备，虚拟机可以发送和接收网络数据包，就像它们拥有独立的物理网络接口一样。这使得虚拟机能够在网络上表现得像真实的物理机一样。

工作原理：

当虚拟机发送数据包时，数据包会通过Tap设备传递给主机网络堆栈。然后，主机网络堆栈会根据网络配置（如路由表、防火墙规则等）将数据包发送到目标地址。
当主机接收到发往虚拟机的数据包时，数据包会被传递给Tap设备。Tap设备再将数据包转发给虚拟机网络接口，从而实现虚拟机与网络的通信。

比如使用ifconfig命令显示：

tap1: flags=8903<UP,BROADCAST,PROMISC,SIMPLEX,MULTICAST> metric 0 mtu 1500
   description: CBSDSYSTEM0
   options=80000<LINKSTATE>
   ether 58:9c:fc:10:ff:89
   groups: tap
   media: Ethernet 1000baseT <full-duplex>
   status: no carrier
   nd6 options=29<PERFORMNUD,IFDISABLED,AUTO_LINKLOCAL>
tap2: flags=1008943<UP,BROADCAST,RUNNING,PROMISC,SIMPLEX,MULTICAST,LOWER_UP> metric 0 mtu 1500
   description: ub12-nic0
   options=80000<LINKSTATE>
   ether 58:9c:fc:10:ff:d9
   groups: tap vm-port
   media: Ethernet 1000baseT <full-duplex>
   status: active
   nd6 options=29<PERFORMNUD,IFDISABLED,AUTO_LINKLOCAL>
   Opened by PID 90163