Linux内核VLAN学习笔记

Linux内核VLAN学习笔记

一、前言

前几天做协议划分vlan的时候看了一些Linux内核，了解不深，整理了下vlan相关部分的学习笔记，如果有理解上的错误，欢迎指正，以下代码来自于2.6.14-triny(PPC架构)。

VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名为"虚拟局域网"。VLAN是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的新兴数据交换技术。IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。

二、概述

看代码的时候发现Linux网络内核基本就是按照分层模型来设计的，于是把内核的网络框架按照分层模型来理解：

物理层L1

对应网卡驱动模块(driver/net)，主要负责从物理介质接受和发送数据。当然，在内核外还有switch，因此switch上的配置是凌驾于一切的，如果switch上没有设置vlan tag属性，一切对vlan的修改都无从谈起。

链路层L2

对应网络核心接口模块(net/core/)，与具体设备无关。core核心负责了大量接口之间的连接和调度，统一不同网卡的驱动程序与网络协议层的接口，而实际上很多L2层以太网头的打包剥离过程是在L1驱动层做的。

网络层L3，传输层L4

对应协议栈模块(net)，负责对报文的层层解析，逐部剥离IP层，TCP/UDP层等等。其中ipv4的主要代码是net/ipv4/af_inet.c。

会话层L5

对应socket模块，与协议无关，是为用户提供网络服务的编程接口，提供了系列系统调用，主要文件是net/socket.c。

vlan模块工作在L2核心接口和L3协议栈之间，遵循802.1Q协议，是通过构造一个虚拟的网口来触发vlan功能的，主要文件在net/8021q下。

三、内核vlan实现方式

1.    通过Vconfig配置一个虚拟的vlan设备，并进行基本的配置。

vconfig add eth0 y ;y为需要设置的vlan tag id.

vconfig set_flag eth0.y 1 1 ;设置一些vlan属性.

2.    通过ifconfig接口为该虚拟设备配置ip，实际上就是修改路由表，让报文从该设备发送或者从该设备接收。

Ifconfig eth0.y 192.168.xx.xxx

3.    OK了，接下来通过该eth0.y发送的报文均被打上了vlan tag y，接收到的报文均会被去除vlan tag。

下面分别通过分析8032环境下发送和接受的案例模型，理清各层间的架构关系。