TUN设备和TAP设备

TUN/TAP 的发展历史

TODO
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TUN/TAP设备数据流

• 参考

outter flow

虚拟机应用程序（Guest App）：在虚拟机中，Guest App生成要发送的数据。

虚拟机操作系统（Guest OS）：Guest OS包含了网络协议栈，Guest App通过Guest OS的网络协议栈将数据传送到虚拟机内的虚拟网卡（如E1000、Virtio等）。

虚拟网卡（Guest Virtual NIC）：虚拟机内部的虚拟网卡模拟了物理网卡，它将数据包封装并发送到宿主操作系统的TAP设备。

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虚拟机应用程序（Host App）：虚拟机内的TAP设备通过Host App生成数据包，这些数据包是从虚拟机到宿主操作系统的数据流。
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宿主操作系统（Host OS）：Host OS包含了网络协议栈，Host App通过Host OS的网络协议栈将数据包发送到TAP设备。

TAP设备（Host TAP）：宿主操作系统内部的TAP设备接收来自Host App的数据包，并将其传输到宿主操作系统的物理网络接口。

物理网络接口（Physical NIC）：数据包从Host TAP设备通过宿主操作系统的物理网络接口（通常是物理以太网适配器）传输到物理网络。

物理网络（Physical Network）：数据包最终通过物理网络传输到目的地，可以是其他计算机、服务器或互联网。
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inner flow

发送侧：

Guest App：虚拟机内的Guest App生成要发送的数据。
Guest OS（包括网络协议栈）：Guest OS包括网络协议栈，负责处理Guest App生成的数据。
虚拟机内的虚拟网卡：虚拟机内部的虚拟网卡接收和处理Guest OS传递的数据。
虚拟机应用程序（例如QEMU）：虚拟机应用程序（例如QEMU）运行在虚拟机内，它模拟虚拟硬件，包括虚拟网卡，并生成数据以供发送。
    
接收侧：

Host侧的TAP设备：TAP设备位于宿主操作系统上，它与虚拟机内的虚拟网卡相关联，并负责虚拟机应用程序生成的数据的传输。
Host OS（包括网络协议栈）：Host OS包括网络协议栈，它负责处理来自TAP设备的数据包。
Host App：宿主操作系统内的Host App接收并处理从TAP设备传入的数据包。
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outter flow 与 inner flow 的应用场景

两种数据流向(outter inner)
两种应用场景(vpn 虚拟机网络)
两种设备(tap tun)

tun设备 作用于三层,处理的是IP封包，支持vpn和inner flow , 不支持虚拟机网络 和 outter flow
    虽然tun设备不可以支持第一种数据流向(outter flow)，因为tun设备没有发送数据到外部的功能
    	// 没有连接真实网卡的功能
   	也正是因为如此,tun设备不支持虚拟机网络
tap设备 作用于二层,处理的是MAC封包,都支持(vpn 虚拟机网络)和两种数据流向,可以做第三层tun做的事情(vpn)
	// 但一般我们不让其做 vpn 应用,因为tap做起来比tun麻烦,要拆包
	// 所以既然tun做起来更方便,为什么不让tun做呢?
	// 这大概也是除了设计tap, tun 也被设计出来的原因吧!

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tap一般和虚拟机组网有关
tun一般和 app vpn有关
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TAP设备

TAP设备实现 虚拟机网络

qemu 实例

• A.qemu 网络设备虚拟化
• B.qemu 关于net 的选项
• C.qemu 在ubuntu2204 实现桥接

我在A 中叙述了 qemu网络设备虚拟化发展历史
我在B 中描述了 qemu 网络的配置选项
我在C 中描述了 如何利用tap设备基于qemu完成网络桥接
    
说一点,即使是最开始的网络虚拟技术("全模拟/传统模拟") , 也是需要tap设备的 . 之后更新的每一种技术,也都需要基于tap设备.
    这些更新都没有更新他的基石 : tap 设备
不管 B 的选项中是否描述了 tap 设备,他都有tap设备(可能是隐式指定了)
C 中的实例,就是   基于  tap设备+虚拟网桥       实现了 效果 : 类似vmware的桥接
	当然我们还可以 基于 tap设备+NAT虚拟设备    实现   效果 : 类似vmware的NAT
    当然我们还可以 基于 tap设备               实现   效果 : 类似vmware 的 host only
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TAP设备实现虚拟机网络时的数据流

• tap设备+虚拟网桥 : outter flow

• tap设备+NAT虚拟设备 : outter flow & inner flow

• tap设备 : inner flow

TAP设备实现 VPN

实例

一般没有,一般用TUN做
但是也可以做!
使用tun实现vpn的时候，对端不能拿到发起端的mac地址
使用tap实现vpn的时候，对端能拿到发起端的mac地址
但是一般来说  对端不需要拿到发起端的mac地址
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TAP设备实现VPN时的数据流

• inner flow

TUN设备

TUN设备实现 VPN

实例

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TUN设备实现VPN时的数据流

• inner flow