物理网卡、网卡接口、内核、IP等属性的关系

物理网卡明明是块小板子，为何跟和eth0对应？为何还能给物理网卡配置IP地址？

你的朋友知道这名字对应你，但对派出所，不能依赖你名字识别你，因为人可能改名，也可能重名，所以人都有身份证号。派出所会根据你的档案信息做出对应处理，如户籍是杭州，某些事就得交给杭州办。

网卡也一样，用户可通过网卡接口名称识别网卡，但网卡接口名称不可靠，接口名称只是显示给用户看，对内核，内核是通过为该网卡接口分配的UUID属性识别网卡。内核和网卡交互时，内核需根据网卡接口的配置信息来决策。

物理网卡是硬件设备，硬件设备在os工作，得有对应驱动。物理网卡驱动程序向os内核注册该网卡设备，从而让内核识别该物理网卡。

网卡注册成功后，用户就能看到该物理网卡对应的网卡接口(如eth0、本地连接等名称)，再经过配置，就能启动该网卡设备使其工作。

网卡注册成功后，并非一定显示对应接口名称，这取决于设备管理程序的行为。即使看不到网卡接口，但可能它对应网卡设备已能工作。

还可以对网卡做一些配置，如配置IP地址、配置DNS、配置是否使用DHCP动态获取IP地址：

$ cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens160 
 TYPE=Ethernet
 PROXY_METHOD=none
 BROWSER_ONLY=no
 BOOTPROTO=dhcp
 DEFROUTE=yes
 IPV4_FAILURE_FATAL=no
 IPV6INIT=yes
 IPV6_AUTOCONF=yes
 IPV6_DEFROUTE=yes
 IPV6_FAILURE_FATAL=no
 IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
 NAME=ens160
 UUID=97c84984-8b8e-4686-af19-1cb2f5f89db6
 DEVICE=ens160
 ONBOOT=yes

你可能从一开始就认为这些属性都是配置在网卡，大概是因为这些属性都是直接控制对应网卡。但实际上，这些属性都配置在内核，部分信息保存在内核的网络协议栈。这些属性都应称为网卡接口的属性，而非网卡属性，所谓网卡属性是那些网卡出厂设置的硬件属性，如MAC地址。

所以，IP地址、网关等网卡配置信息，都属于内核：

为某网卡接口配置属性后，在内核网络协议栈中，该网卡就有对应配置属性(档案信息)，以后内核需要和该网卡交互时，就能基于这些属性来工作。

如为eth0配置子网掩码后，基于该子网掩码，内核就能知道某IP地址是否和该网卡接口在同一网段。

总之，这些接口配置信息都是为内核配置，内核会基于这些配置信息做出处理。

网卡工作在OSI七层模型最底层(物理层)，最基本的功能是以比特流的方式接收和发送数据(可以通过介质传输)，这是硬件自身的功能。

内核和网卡的关系，内核就像封闭加工厂，网卡就像加工厂大门。所以，对内核，网卡作用就是接收外界流入的数据和发送内部流出的数据。

如上图，每个物理网卡都像门一样，都连接着两端：

当本机要通过该网卡向外发送数据，数据从内核协议栈写入网卡，然后网卡发出去。

当该网卡接收到外界传来的数据时，网卡需中断，通知内核有数据来临(因为只有内核才有读写数据特权)，数据将从网卡读取到内核协议栈。这就像带有门卫系统的门一样，有人来了先报告。

网卡是一个带芯片的硬件设备，有芯片意味着除了硬件自身基础功能外，还可通过一些代码(网卡驱动程序)来控制网卡的工作，如中断通知内核、DMA等。

若网卡无DMA功能，网络协议栈和网卡之间的数据传输都将由内核完成读或写。网卡具备DMA功能时，网卡和网络协议栈之间的数据传输主要由网卡DMA完成，DMA传输完数据后，DMA控制器中断通知内核，表示数据已写入目标内存地址。

物理网卡也有缓存：

物理网卡是硬件设备，工作在OSI最底层，其硬件功能是以比特流的方式接收和发送数据 物理网卡需网卡驱动程序向内核注册后方可工作，注册后一般会显示对应的网卡接口，网卡接口名称是给用户看的，内核不以接口名称来识别网卡 为网卡接口做的配置属于内核而非网卡 内核在和某网卡交互时，会基于内核中属于该网卡的配置属性做出决策和对应的处理 物理网卡一端是内核(网络协议栈)，另一端是外界网络 物理网卡收发数据(先不考虑DMA方式)： 发：本机通过某物理网卡发送数据时，内核将网络协议栈中的数据写入该网卡，该网卡将其发送出去 收：网卡收到数据后，中断通知内核，内核从网卡读取数据并放入网络协议栈 但网卡具有DMA功能，所以网卡和网络协议栈之间的数据传输主要由网卡负责，DMA传输完毕后DMA控制器中断通知内核已传输完毕

参考