如何在Linux中调用网络模块？ (linux调用网络模块)
Linux是一种非常流行的操作系统，它有很多优点，例如稳定性、安全性、强大的自由度等等。其中一个最重要的优势就是其卓越的网络能力。Linux自带网络模块，使其成为服务器、网络工具和开发工具的首选。
那么在Linux系统中，如何使用网络模块呢？本文将介绍一些基本的调用方法，以便开发人员更好地利用Linux的网络优势。
一、网络模块简介
网络模块是在内核中实现的一种设备驱动程序，它负责操作系统对各种网络协议的处理，包括TCP/IP、UDP、ICMP等。Linux的网络模块使用了一种名为套接字（socket）的标准接口，它允许应用程序直接访问网络协议，而无需深入了解协议的细节。
在Linux中，网络模块分为两类：
1.协议族（protocol family）模块：用于处理TCP/IP、UDP、ICMP等协议；
2.设备驱动程序（device driver）模块：用于管理网络设备、以及与底层硬件通信。
二、套接字编程
套接字编程是利用套接字接口（socket API）来访问网络协议的一种方式。Linux提供了多种套接字接口，其中最常用的是BSD套接字接口。
下面是一个简单的使用套接字接口发送UDP包的示例代码：
“`
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define BUF_SIZE 1024
#define SERVER_PORT 8888
int mn(int argc, char *argv[]) {
int sockfd;
struct sockaddr_in servaddr;
char buf[BUF_SIZE];
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);
inet_pton(AF_INET, “127.0.0.1”, &servaddr.sin_addr);
while (1) {
memset(buf, 0, sizeof(buf));
printf(“Input a message:\n”);
fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
sendto(sockfd, buf, strlen(buf), 0, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));
}
close(sockfd);
return 0;
}
“`
这个示例代码使用了socket()函数创建了一个UDP套接字，使用sendto()函数将数据包发送出去。在这个过程中，我们需要指定目标服务器的IP地址和端口号。
三、网络设备驱动编程
另一种调用网络模块的方式是使用网络设备驱动程序。网络设备可以是以太网卡、Wi-Fi适配器等。在Linux中，网络设备驱动程序是以内核模块的形式存在的。
下面是一个简单的网络设备驱动程序展示：
“`
#include
#include
#include
#include
#include
static struct net_device *dev = NULL;
static unsigned char g_dev_addr[ETH_ALEN] = {0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55};
static int dummy_dev_open(struct net_device *dev) {
printk(“dummy_dev: device open\n”);
netif_start_queue(dev);
return 0;
}
static int dummy_dev_stop(struct net_device *dev) {
printk(“dummy_dev: device stop\n”);
netif_stop_queue(dev);
return 0;
}
static int dummy_dev_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev) {
printk(“dummy_dev: packet tranitted\n”);
dev_kfree_skb(skb);
return NETDEV_TX_OK;
}
static const struct net_device_ops dummy_dev_ops = {
.ndo_open = dummy_dev_open,
.ndo_stop = dummy_dev_stop,
.ndo_start_xmit = dummy_dev_xmit,
};
static int __init dummy_dev_init(void) {
dev = alloc_etherdev(sizeof(struct dummy_dev));
if (!dev) {
printk(“dummy_dev: fled to alloc_etherdev\n”);
return -ENOMEM;
}
memcpy(dev->dev_addr, g_dev_addr, ETH_ALEN);
dev->netdev_ops = &dummy_dev_ops;
dev->flags |= IFF_NOARP;
register_netdev(dev);
printk(“dummy_dev: module loaded\n”);
return 0;
}
static void __exit dummy_dev_exit(void) {
unregister_netdev(dev);
free_netdev(dev);
printk(“dummy_dev: module unloaded\n”);
}
module_init(dummy_dev_init);
module_exit(dummy_dev_exit);
“`
该代码创建了一个名为dummy_dev的网络设备，它可以像其他网络设备一样进行管理。当应用程序尝试发送数据包时，设备驱动程序将在内核中进行传输并发送到目标地址。在这个过程中，我们可以通过alloc_netdev()和register_netdev()函数注册设备；通过netif_start_queue()和netif_stop_queue()函数启用或停用网络设备。
相关问题拓展阅读：
在linux中 应用程序如何调用模块内的函数
很自然的，下一个疑问接踵而至，－－模块里的其他函数如何被调用？比如我写的模块中除了 init_module() 和cleanup_module() 函数外，还写了一个 hello_world() 函数，简单的输出hello world到控制台，好，接下来就是这次分析的关键，前面我们强调了模块中的函数是由内核来调用的，除此之外没有别的机会使它被执行到。那如果我们的 hello_world() 函数不能被内核调用，这不就意味着它永远也不可能被执行到吗？确实是这样，换句话说，在这种情况下它就是一段垃圾代码，永无见天日之时。怎么样才能使我们的 hello_world() 函数被执行？显然，关键在于让内核认识它，即内核能找到它。那么，怎样才能使内核找到这个函数？再进一步的问题是，内核为什么要去找这个函数？
之一问的答案是，内核通过系统中特定的数据结构来找到函数的，当然，这意味着在你的模块程序中，仅仅写上 hello_world() 函数的代码是不够的，还应该再做几步工作：
a，首先，系统中的各类数据结构那么多，要使用哪个呢？这由你这个模块的注册性质决定，譬如你的模块是一个USB设备驱动模块，那么你就需要填写u设备驱动程序的数据结构（通常数据结构都是结构体(struct)的形式）
struct u_driver{之一项；第二项；第三项；…….}
这里的各项有些是字符串，有些是函数指针，具体请查资料。
b，把 hello_world() 的函数指针放进一个数据结构中。我们还是接着举u设备驱动程序模块的例子吧，在它的数据结构u_driver{}中，选一个恰好是函数指针的项，把 hello_world() 函数的指针放进去（通过函数名），再填满这个数据结构的其他部分（不想填的话就空着吧:P，用分号分隔即可）。
c，填完之后，回到之一问中，怎样使内核能够找到这个 hello_world() 函数？回头想想，当我们填完了数据结构，也就决定了我们所编的模块的性质，在此例中它是作为一个u设备驱动模块，但是要让内核知道它的性质，还得通过执行u设备驱动程序的系统注册函数 u_register(struct u_struct *drv)，向内核注册这个模块以及这个填好的数据结构。注意到了吧，注册函数的参数就是我们前面所填写的u设备驱动模块的数据结构，也就是说，执行了这个注册函数之后，内核里就认识了这个模块，并且得到了 hello_world() 函数的指针！哈哈，这就为我们的 hello_world() 函数找到了生存的意义－－它有可能被执行了！（偶觉得，程序生存的意义就在于被执行，就跟偶们生存的意义在于编程序一样:P）
d，还得补充一下，u_register(struct u_struct *drv) 函数必须被放在 init_module() 中，因为在注册这个决定模块性质的数据结构之前（短语太长，可约为这个数据结构），模块中可以被直接执行到的函数只有 init_module() 和 cleanup_module() 两个，如果不把握这个机会赶紧注册数据结构的话，那我们的 hello_world() 函数又要永不见天日了:(。
现在来看第二问，内核为什么要去找这个函数？还是用u设备驱动模块来解释，其他类型的模块偶不了解，还请大虾们补充。对于u设备驱动模块，内核找这个函数的原因当然是，用户程序对u设备进行了某种操作，而这种操作需要u设备驱动程序的函数来进行实现。我们前面的工作中已将这个u设备驱动模块的数据结构注册进内核数据结构链表，内核根据我们这个模块对应的数据结构u_driver的各项定义，找到对应用户要求的那个操作的那个函数。假设我们把 hello_world() 函数的指针放在u_driver的 write() 选项中，那么当用户对u设备进行写操作的时候，就调用了 hello_world() 函数，控制台屏幕上会打出hello world ，其他什么操作都没有，哈哈，一定很有趣。(这里我们假设此u设备的驱动程序正好是我们编的那个）
自己的一点心得，大部分是凭空想像的，错误之处一定数不胜数，还请各位大虾费心批评指教！
虚拟机中的linux怎么连接网络
选择NAT或者侨联就可以了
1、将网卡VMware Network Adapter VMnet8改成DHCP自动获取IP。
2、将Linux虚拟机的网卡自定义连接到VMware Network Adapter VMnet8网卡上，如下图：
3、将你现在上网的网卡（有线网卡或者无山搭线网卡）共享给VMware Network Adapter VMnet8网卡；打开网卡属神唯握性 然后共享。如下图：
4、此时游庆查看VMware Network Adapter VMnet8网卡的连接详细信息，此网卡已经自动获取到了一个192.168.137.1/24的IP地址，将其改为手动，并且将DNS设置为物理机上网的DNS，如下图：
5、此时可以将Linux虚拟机的网卡IP地址配置到192.168.137.x/24这个段的IP地址，网关就配置为 192.168.137.1；DNS配置为VMware Network Adapter VMnet8网卡的DNS地址，此时Linux虚拟机应该是可以ping通物理机以及外网的。
到此，Linux虚拟机上外网的配置完成！！！
关于 Linux 网络，你必须知道这些
我们一起学习了文件系统和磁盘 I/O 的工作原理，以及相应的性能分析和优化方法。接下来，我们将进入下一个重要模块—— Linux 的网络子系统。
由于网络处理的流程最复杂，跟我们前面讲到的进程调度、中断处理、内存管理以及 I/O 等都密不可分，所以，我把网络模块作为最后一个资源模块来讲解。
同 CPU、内存以及 I/O 一样，网络也是 Linux 系统最核心的功能。网络是一种把不同计算机或网络设备连接到一起的技术，它本质上是一种进程间通信方式，特别是跨系统的进程间通信，必须要通过网络才能进行。随着高并发、分布式、云计算、微服务等技术的普及，网络的性能也变得越来越重要。
说到网络，我想你肯定经常提起七层负载均衡、四层负载均衡，或者三层设备、二层设备等等。那么，这里说的二层、三层、四层、七层又都是什么意思呢？
实际上，这些层都来自国际标准化组织制定的开放式系统互联通信参考模型（Open System Interconnection Reference Model），简称为 OSI 网络模型。
但是 OSI 模型还是太复杂了，也没能提供一个可实现的方法。所以，在 Linux 中，我们实际上使用的是另一个更实用的四层模型，即 TCP/IP 网络模型。
TCP/IP 模型，把网络互联的框架分为应用层、传输层、网络层、网络接口层等四层，其中，
为了帮你更形象理解 TCP/IP 与 OSI 模型的关系，我画了一张图，如下所示：
当然了，虽说 Linux 实际按照 TCP/IP 模型，实现了网络协议栈，但在平时的学习交流中，我们习惯上还是用 OSI 七层模型来描述。比如，说到七层和四层负载均衡，对应的分别是 OSI 模型中的应用层和传输层（而它们对应到 TCP/IP 模型中，实际上是四层和三层）。
OSI引入了服务、接口、协议、分层的概念，TCP/IP借鉴了OSI的这些概念建立TCP/IP模型。
OSI先有模型，后有协议，先有标准，后进行实践；而TCP/IP则相反，先有协议和应用再提出了模型，且是参照的OSI模型。
OSI是一种理论下的模型，而TCP/IP已被广泛使用，成为网络互联事实上的标准。
有了 TCP/IP 模型后，在进行网络传输时，数据包就会按照协议栈，对上一层发来的数据进行逐层处理；然后封装上该层的协议头，再发送给下一层。
当然，网络包在每一层的处理逻辑，都取决于各层采用的网络协议。比如在应用层，一个提供 REST API 的应用，可以使用 HTTP 协议，把它需要传输的 ON 数据封装到 HTTP 协议中，然后向下传递给 TCP 层。
而封装做的事情就很简单了，只是在原来的负载前后，增加固定格式的元数据，原始的负载数据并不会被修改。
比如，以通过 TCP 协议通信的网络包为例，通过下面这张图，我们可以看到，应用程序数据在每个层的封装格式。
这些新增的头部和尾部，增加了网络包的大小，但我们都知道，物理链路中并不能传输任意大小的数据包。网络接口配置的更大传输单元（MTU），就规定了更大的 IP 包大小。在我们最常用的以太网中，MTU 默认值是 1500（这也是 Linux 的默认值）。
一旦网络包超过 MTU 的大小，就会在网络层分片，以保证分片后的 IP 包不大于 MTU 值。显然，MTU 越大，需要的分包也就越少，自然，网络吞吐能力就越好。
理解了 TCP/IP 网络模型和网络包的封装原理后，你很容易能想到，Linux 内核中的网络栈，其实也类似于 TCP/IP 的四层结构。如下图所示，就是 Linux 通用 IP 网络栈的示意图：
我们从上到下来看这个网络栈，你可以发现，
这里我简单说一下网卡。网卡是发送和接收网络包的基本设备。在系统启动过程中，网卡通过内核中的网卡驱动程序注册到系统中。而在网络收发过程中，内核通过中断跟网卡进行交互。
再结合前面提到的 Linux 网络栈，可以看出，网络包的处理非常复杂。所以，网卡硬中断只处理最核心的网卡数据读取或发送，而协议栈中的大部分逻辑，都会放到软中断中处理。
我们先来看网络包的接收流程。
当一个网络帧到达网卡后，网卡会通过 DMA 方式，把这个网络包放到收包队列中；然后通过硬中断，告诉中断处理程序已经收到了网络包。
接着，网卡中断处理程序会为网络帧分配内核数据结构（sk_buff），并将其拷贝到 sk_buff 缓冲区中；然后再通过软中断，通知内核收到了新的网络帧。
接下来，内核协议栈从缓冲区中取出网络帧，并通过网络协议栈，从下到上逐层处理这个网络帧。比如，
最后，应用程序就可以使用 Socket 接口，读取到新接收到的数据了。
为了更清晰表示这个流程，我画了一张图，这张图的左半部分表示接收流程，而图中的粉色箭头则表示网络包的处理路径。
了解网络包的接收流程后，就很容易理解网络包的发送流程。网络包的发送流程就是上图的右半部分，很容易发现，网络包的发送方向，正好跟接收方向相反。
首先，应用程序调用 Socket API（比如 sendmsg）发送网络包。
由于这是一个系统调用，所以会陷入到内核态的套接字层中。套接字层会把数据包放到 Socket 发送缓冲区中。
接下来，网络协议栈从 Socket 发送缓冲区中，取出数据包；再按照 TCP/IP 栈，从上到下逐层处理。比如，传输层和网络层，分别为其增加 TCP 头和 IP 头，执行路由查找确认下一跳的 IP，并按照 MTU 大小进行分片。
分片后的网络包，再送到网络接口层，进行物理地址寻址，以找到下一跳的 MAC 地址。然后添加帧头和帧尾，放到发包队列中。这一切完成后，会有软中断通知驱动程序：发包队列中有新的网络帧需要发送。
最后，驱动程序通过 DMA ，从发包队列中读出网络帧，并通过物理网卡把它发送出去。
多台服务器通过网卡、交换机、路由器等网络设备连接到一起，构成了相互连接的网络。由于网络设备的异构性和网络协议的复杂性，国际标准化组织定义了一个七层的 OSI 网络模型，但是这个模型过于复杂，实际工作中的事实标准，是更为实用的 TCP/IP 模型。
TCP/IP 模型，把网络互联的框架，分为应用层、传输层、网络层、网络接口层等四层，这也是 Linux 网络栈最核心的构成部分。
我结合网络上查阅的资料和文章中的内容，总结了下网卡收发报文的过程，不知道是否正确：
当发送数据包时，与上述相反。链路层将数据包封装完毕后，放入网卡的DMA缓冲区，并调用系统硬中断，通知网卡从缓冲区读取并发送数据。
了解 Linux 网络的基本原理和收发流程后，你肯定迫不及待想知道，如何去观察网络的性能情况。具体而言，哪些指标可以用来衡量 Linux 的网络性能呢？
实际上，我们通常用带宽、吞吐量、延时、PPS（Packet Per Second）等指标衡量网络的性能。
除了这些指标，网络的可用性（网络能否正常通信）、并发连接数（TCP 连接数量）、丢包率（丢包百分比）、重传率（重新传输的网络包比例）等也是常用的性能指标。
分析网络问题的之一步，通常是查看网络接口的配置和状态。你可以使用 ifconfig 或者 ip 命令，来查看网络的配置。我个人更推荐使用 ip 工具，因为它提供了更丰富的功能和更易用的接口。
以网络接口 eth0 为例，你可以运行下面的两个命令，查看它的配置和状态：
你可以看到，ifconfig 和 ip 命令输出的指标基本相同，只是显示格式略微不同。比如，它们都包括了网络接口的状态标志、MTU 大小、IP、子网、MAC 地址以及网络包收发的统计信息。
之一，网络接口的状态标志。ifconfig 输出中的 RUNNING ，或 ip 输出中的 LOWER_UP ，都表示物理网络是连通的，即网卡已经连接到了交换机或者路由器中。如果你看不到它们，通常表示网线被拔掉了。
第二，MTU 的大小。MTU 默认大小是 1500，根据网络架构的不同（比如是否使用了 VXLAN 等叠加网络），你可能需要调大或者调小 MTU 的数值。
第三，网络接口的 IP 地址、子网以及 MAC 地址。这些都是保障网络功能正常工作所必需的，你需要确保配置正确。
第四，网络收发的字节数、包数、错误数以及丢包情况，特别是 TX 和 RX 部分的 errors、dropped、overruns、carrier 以及 collisions 等指标不为 0 时，通常表示出现了网络 I/O 问题。其中：
ifconfig 和 ip 只显示了网络接口收发数据包的统计信息，但在实际的性能问题中，网络协议栈中的统计信息，我们也必须关注。你可以用 netstat 或者 ss ，来查看套接字、网络栈、网络接口以及路由表的信息。
我个人更推荐，使用 ss 来查询网络的连接信息，因为它比 netstat 提供了更好的性能（速度更快）。
比如，你可以执行下面的命令，查询套接字信息：
netstat 和 ss 的输出也是类似的，都展示了套接字的状态、接收队列、发送队列、本地地址、远端地址、进程 PID 和进程名称等。
其中，接收队列（Recv-Q）和发送队列（Send-Q）需要你特别关注，它们通常应该是 0。当你发现它们不是 0 时，说明有网络包的堆积发生。当然还要注意，在不同套接字状态下，它们的含义不同。
当套接字处于连接状态（Established）时，
当套接字处于监听状态（Listening）时，
所谓全连接，是指服务器收到了客户端的 ACK，完成了 TCP 三次握手，然后就会把这个连接挪到全连接队列中。这些全连接中的套接字，还需要被 accept() 系统调用取走，服务器才可以开始真正处理客户端的请求。
与全连接队列相对应的，还有一个半连接队列。所谓半连接是指还没有完成 TCP 三次握手的连接，连接只进行了一半。服务器收到了客户端的 SYN 包后，就会把这个连接放到半连接队列中，然后再向客户端发送 SYN+ACK 包。
类似的，使用 netstat 或 ss ，也可以查看协议栈的信息：
这些协议栈的统计信息都很直观。ss 只显示已经连接、关闭、孤儿套接字等简要统计，而 netstat 则提供的是更详细的网络协议栈信息。
比如，上面 netstat 的输出示例，就展示了 TCP 协议的主动连接、被动连接、失败重试、发送和接收的分段数量等各种信息。
接下来，我们再来看看，如何查看系统当前的网络吞吐量和 PPS。在这里，我推荐使用我们的老朋友 sar，在前面的 CPU、内存和 I/O 模块中，我们已经多次用到它。
给 sar 增加 -n 参数就可以查看网络的统计信息，比如网络接口（DEV）、网络接口错误（EDEV）、TCP、UDP、ICMP 等等。执行下面的命令，你就可以得到网络接口统计信息：
这儿输出的指标比较多，我来简单解释下它们的含义。
其中，Bandwidth 可以用 ethtool 来查询，它的单位通常是 Gb/s 或者 Mb/s，不过注意这里小写字母 b ，表示比特而不是字节。我们通常提到的千兆网卡、万兆网卡等，单位也都是比特。如下你可以看到，我的 eth0 网卡就是一个千兆网卡：
其中，Bandwidth 可以用 ethtool 来查询，它的单位通常是 Gb/s 或者 Mb/s，不过注意这里小写字母 b ，表示比特而不是字节。我们通常提到的千兆网卡、万兆网卡等，单位也都是比特。如下你可以看到，我的 eth0 网卡就是一个千兆网卡：
我们通常使用带宽、吞吐量、延时等指标，来衡量网络的性能；相应的，你可以用 ifconfig、netstat、ss、sar、ping 等工具，来查看这些网络的性能指标。
小狗同学问到： 老师，您好 ss —lntp 这个 当session处于listening中 rec-q 确定是 syn的backlog吗？
A: Recv-Q为全连接队列当前使用了多少。 中文资料里这个问题讲得最明白的文章：
看了源码发现，这个地方讲的有问题.关于ss输出中listen状态套接字的Recv-Q表示全连接队列当前使用了多少,也就是全连接队列的当前长度,而Send-Q表示全连接队列的更大长度
关于linux调用网络模块的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。
