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Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://man.bsdcn.org/man4/netintro.4.md). # netintro(4) `networking` — 网络设施简介 ## 名称 `networking` ## 概要 `#include ` `#include ` `#include ` `#include ` `#include ` ## 描述 本节是对系统中可用网络设施的总体介绍。第 4 节这部分中的文档分为三个领域：*协议族*（domains）、*协议*以及*网络接口*。 所有网络协议都与特定的*协议族*相关联。协议族为协议实现提供基本服务，使其能在特定的网络环境中运作。这些服务可能包括数据包分片与重组、路由、寻址以及基本传输。一个协议族可支持多种寻址方式，尽管目前的协议实现并不支持。一个协议族通常由若干协议组成，每种 socket(2) 类型对应一个协议。并不要求协议族支持所有 socket 类型。一个协议族可包含多个支持相同 socket 抽象的协议。 协议支持 socket(2) 中详述的某种 socket 抽象。可通过创建具有适当类型和协议族的 socket 来访问特定协议，也可在创建 socket 时显式请求该协议。协议通常只接受一种地址格式，通常由协议族/网络体系结构设计中固有的寻址结构决定。基本 socket 抽象的某些语义是协议特定的。所有协议都应支持其特定 socket 类型的基本模型，但还可提供非标准设施或对机制的扩展。例如，支持 `SOCK_STREAM` 抽象的协议可能允许每条带外消息传输多于一个字节的带外数据。 网络接口类似于设备接口。网络接口构成网络子系统的最低层，与实际传输硬件交互。一个接口可支持一个或多个协议族和/或地址格式。每个网络接口条目的概要部分给出了相关驱动程序的示例规范，用于向 [config(8)](/man8/config.8.md) 程序提供系统描述。诊断部分列出了由于设备操作错误可能出现在控制台和/或系统错误日志 **`/var/log/messages`** 中的消息（参见 syslogd(8)）。 ## 协议 系统目前支持 Internet 协议、Xerox Network Systems(tm) 协议以及部分 ISO OSI 协议。为 Internet 的 IP 协议层和 Xerox NS 的 IDP 协议提供了原始 socket 接口。有关每个协议族支持的更多信息，请参阅本节中相应的手册页。 ## 寻址 每个协议族都关联一种地址格式。所有网络地址遵循一种通用结构，称为 sockaddr，如下所述。然而，每个协议施加了更细致、更具体的结构，通常会重命名该变体，这在前述协议族手册页中讨论。 ```sh struct sockaddr { u_char sa_len; u_char sa_family; char sa_data[14]; }; ``` 字段 `sa_len` 包含结构的总长度，可能超过 16 字节。系统已知的 `sa_family` 地址值如下（还定义了供将来可能实现的其他格式）： ```sh #define AF_UNIX 1 /* 本机（管道、portal） */ #define AF_INET 2 /* 互联网：UDP、TCP 等 */ #define AF_NS 6 /* Xerox NS 协议 */ #define AF_CCITT 10 /* CCITT 协议，X.25 等 */ #define AF_HYLINK 15 /* NSC Hyperchannel */ #define AF_ISO 18 /* ISO 协议 */ ``` ## 路由 FreeBSD 提供了一些数据包路由设施。内核维护一个路由信息数据库，用于在传输数据包时选择适当的网络接口。 用户进程（或可能多个协作的进程）通过在一种特殊类型的 socket 上发送消息来维护此数据库。这取代了早期版本中使用的固定大小 ioctl(2)。 此设施在 [route(4)](/man4/route.4.md) 中描述。 ## 接口 系统中的每个网络接口对应一条可发送和接收消息的路径。网络接口通常有关联的硬件设备，但某些接口（如回环接口 [lo(4)](/man4/lo.4.md)）没有。 可使用以下 ioctl(2) 调用操作网络接口。Fn ioctl 在所需域中的 socket（通常为 `SOCK_DGRAM` 类型）上执行。早期版本中支持的大多数请求采用 `ifreq` 结构作为参数。此结构的形式如下： ```sh struct ifreq { #define IFNAMSIZ 16 char ifr_name[IFNAMSIZ]; /* 接口名，例如 "en0" */ union { struct sockaddr ifru_addr; struct sockaddr ifru_dstaddr; struct sockaddr ifru_broadaddr; struct ifreq_buffer ifru_buffer; short ifru_flags[2]; short ifru_index; int ifru_metric; int ifru_mtu; int ifru_phys; int ifru_media; caddr_t ifru_data; int ifru_cap[2]; } ifr_ifru; #define ifr_addr ifr_ifru.ifru_addr /* 地址 */ #define ifr_dstaddr ifr_ifru.ifru_dstaddr /* 点对点链路的另一端 */ #define ifr_broadaddr ifr_ifru.ifru_broadaddr /* 广播地址 */ #define ifr_buffer ifr_ifru.ifru_buffer /* 用户提供的缓冲区及其长度 */ #define ifr_flags ifr_ifru.ifru_flags[0] /* 标志（低 16 位） */ #define ifr_flagshigh ifr_ifru.ifru_flags[1] /* 标志（高 16 位） */ #define ifr_metric ifr_ifru.ifru_metric /* 度量值 */ #define ifr_mtu ifr_ifru.ifru_mtu /* MTU */ #define ifr_phys ifr_ifru.ifru_phys /* 物理线路 */ #define ifr_media ifr_ifru.ifru_media /* 物理媒体 */ #define ifr_data ifr_ifru.ifru_data /* 供接口使用 */ #define ifr_reqcap ifr_ifru.ifru_cap[0] /* 请求的能力 */ #define ifr_curcap ifr_ifru.ifru_cap[1] /* 当前能力 */ #define ifr_index ifr_ifru.ifru_index /* 接口索引 */ }; ``` 获取地址的 Fn Ioctl 请求以及设置和获取其他数据的请求仍然得到完全支持，并使用 `ifreq` 结构： **`SIOCGIFADDR`** 获取协议族的接口地址。 **`SIOCGIFDSTADDR`** 获取协议族和接口的点对点地址。 **`SIOCGIFBRDADDR`** 获取协议族和接口的广播地址。 **`SIOCSIFCAP`** 尝试将接口的启用能力字段设置为 `ifreq` 结构的 `ifr_reqcap` 字段值。注意，根据特定接口特性，某些能力可能看起来硬编码为启用，或切换一个能力会影响其他能力的状态。支持的能力字段为只读，`ifr_curcap` 字段在此调用中未使用。 **`SIOCGIFCAP`** 获取接口能力字段。支持的能力和已启用的能力值将分别返回到 `ifreq` 结构的 `ifr_reqcap` 和 `ifr_curcap` 字段中。 **`SIOCGIFDESCR`** 获取接口描述，通过 `ifru_buffer` 结构的 `buffer` 字段返回。在作为参数传入的 `ifru_buffer` 结构的 `length` 字段中应定义用户提供的缓冲区长度，且该长度应包括结尾的 nul 字符。如果没有足够的空间容纳接口描述长度，则不会进行复制，`ifru_buffer` 的 `buffer` 字段将设置为 NULL。无论缓冲区本身是否足以容纳数据，内核都会在返回时将缓冲区长度存储在 `length` 字段中。 **`SIOCSIFDESCR`** 将接口描述设置为 `ifru_buffer` 结构 `buffer` 字段的值，`length` 字段指定其长度（包括结尾的 nul）。 **`SIOCSIFFLAGS`** 设置接口标志字段。如果接口被标记为 down，会通知当前通过该接口路由数据包的所有进程；某些接口可能被重置，以便不再接收传入数据包。再次标记为 up 时，接口将被重新初始化。 **`SIOCGIFFLAGS`** 获取接口标志。 **`SIOCSIFMETRIC`** 设置接口路由度量值。该度量值仅由用户级路由器使用。 **`SIOCGIFMETRIC`** 获取接口度量值。 **`SIOCIFCREATE`** 尝试创建指定的接口。如果接口名不带单元号给出，系统将尝试以任意单元号创建新接口。成功返回时，`ifr_name` 字段将包含新接口名。 **`SIOCIFDESTROY`** 尝试销毁指定的接口。 有两个请求使用了新的结构： **`SIOCAIFADDR`** 在某些协议中，一个接口可关联多个地址。此请求提供了添加额外地址（或在指定地址族的默认地址时修改主地址特性）的方法。不必分别调用设置目的地址或广播地址或网络掩码（现在是多种协议的必备特性），而是使用单独的结构同时指定这三个方面（见下文）。可以使用针对每个族稍作定制的此结构版本（将每个 sockaddr 替换为族特定类型之一）。当 sockaddr 本身大于默认大小时，需要修改 Fn ioctl 标识符本身以包含总大小，如 Fn ioctl 中所述。 **`SIOCDIFADDR`** 此请求从与接口关联的列表中删除指定地址。它也使用 `ifaliasreq` 结构，以允许协议支持多个掩码或目的地址，并采用这样的约定：指定默认地址意味着删除原始 socket 打开时所属地址族中该接口的第一个地址。 **`SIOCGIFALIAS`** 此请求提供了从接口获取附加地址以及网络掩码和广播/目的地址的方法。它也使用 `ifaliasreq` 结构。 **`SIOCGIFCONF`** 获取接口配置列表。此请求采用 `ifconf` 结构（见下文）作为值-结果参数。`ifc_len` 字段最初应设置为 `ifc_buf` 所指向缓冲区的大小。返回时它将包含配置列表的字节长度。 **`SIOCIFGCLONERS`** 获取可克隆接口列表。此请求采用 `if_clonereq` 结构（见下文）作为值-结果参数。`ifcr_count` 字段应设置为 `ifcr_buffer` 所指向缓冲区能容纳的 `IFNAMSIZ` 大小字符串数量。返回时，`ifcr_total` 将设置为可克隆接口的总数，`ifcr_buffer` 所指向的缓冲区将填充以 `IFNAMSIZ` 边界对齐的可克隆接口名称。 ```sh /* * SIOCAIFADDR 请求中使用的结构。 */ struct ifaliasreq { char ifra_name[IFNAMSIZ]; /* 接口名，例如 "en0" */ struct sockaddr ifra_addr; struct sockaddr ifra_broadaddr; struct sockaddr ifra_mask; }; ``` ```sh /* * SIOCGIFCONF 请求中使用的结构。 * 用于检索机器的接口配置 * （对于必须知道所有可访问网络的程序 * 很有用）。 */ struct ifconf { int ifc_len; /* 关联缓冲区的大小 */ union { caddr_t ifcu_buf; struct ifreq *ifcu_req; } ifc_ifcu; #define ifc_buf ifc_ifcu.ifcu_buf /* 缓冲区地址 */ #define ifc_req ifc_ifcu.ifcu_req /* 返回的结构数组 */ }; ``` ```sh /* SIOCIFGCLONERS 请求中使用的结构。 */ struct if_clonereq { int ifcr_total; /* 总克隆器（输出） */ int ifcr_count; /* 用户缓冲区中可容纳的数量 */ char *ifcr_buffer; /* 克隆器名称缓冲区 */ }; ``` ```sh /* SIOCGIFDESCR 和 SIOCSIFDESCR 请求中使用的结构 */ struct ifreq_buffer { size_t length; /* 缓冲区长度 */ void *buffer; /* 指向用户空间缓冲区的指针 */ }; ``` ## 参见 ioctl(2), socket(2), [intro(4)](/man4/intro.4.md), [config(8)](/man8/config.8.md), [routed(8)](/man8/routed.8.md), [ifnet(9)](/man9/ifnet.9.md) ## 历史 `netintro` 手册页首次出现于 4.3BSD。