Ключевым (с нашей точки зрения) объектом сетевой подсистемы Linux является интерфейс. Сетевой интерфейс в Linux – это абстрактный именованный объект, используемый для передачи данных через некоторую линию связи без привязки к ее (линии связи) реализации. Конечно, сказано мудрено – но попробуем объяснить «на пальцах».

Например, если в системе существует интерфейс eth0, то в большинстве случаев на современных компьютерах он сопоставлен Ethernet-адаптеру, встроенному в материнскую плату. Интерфейс с именем ppp0 отвечает за некоторое соединение «точка-точка» с другим компьютером. Интерфейс с именем lo является виртуальным и представляет как бы замкнутый сам на себя (вход непосредственно подключен к выходу) сетевой адаптер.

Основная задача интерфейса – абстрагироваться от физической составляющей канала. То есть программы и система будут использовать один и тот же метод «отправить пакет» для отправки данных через любой интерфейс – хоть lo, хоть ethX, хоть pppY, и точно так же использовать один и тот же метод «принять пакет» – то есть создается унифицированный API передачи данных, независимый от носителя.

Для того, чтобы ознакомиться с интерфейсами, можно воспользоваться командой ifconfig:

$ ifconfig -a
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:11:2F:A8:DE:A4
          inet addr:172.23.2.114  Bcast:172.23.2.255  Mask:255.255.255.0
          UP BROADCAST MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000
          RX bytes:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b)
          Interrupt:11 Base address:0x4000

lo        Link encap:Local Loopback
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:16436  Metric:1
          RX packets:60 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:60 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:0
          RX bytes:4707 (4.5 KiB)  TX bytes:4707 (4.5 KiB)

В данном случае мы видим в системе два активных интерфейса, eth0 и lo, а также некоторую информацию об их состоянии, настройках и параметрах и состоянии аппаратуры для интерфейса eth0. В частности, поле Link encap характеризует тип интерфейса, HWAddr – аппаратный адрес устройства (например, MAC-адрес для Ethernet), MTU – максимальный размер передаваемого пакета. Также могут представлять интерес поля статистики – они сообщают, какой объем данных был передан и получен через соответствующий интерфейс.

Наиболее часто встречающиеся типы интерфейсов:

Команда ifconfig может также использоваться для остановки или активации интерфейса, а также изменения его параметров, связанных с протоколом IP:

# ifconfig eth0 down
# ifconfig eth0 up
# ifconfig eth0 inet 192.168.2.210 netmask 255.255.255.0
# ifconfig eth0 mtu 296

Для управления параметрами других протоколов используются другие команды – например, ipx_config для управления параметрами, связанными с протоколом IPX. Рассмотрим также картинку, на которой приведена приблизительная схема взаимодействия различных драйверов и сетевых подсистем ядра:

Предположим, что приложение пытается отправить пакет. Перед отправкой через системные вызовы группы socket (bind, connect и пр.)  приложение настраивает специальный файловый дескриптор. После окончания настройки каждый записанный в этот дескриптор пакет должен быть отправлен по сети получателю. Как движется пакет в нашей системе? Прежде всего, пакет попадает в драйвер протокола. Этот драйвер определяет через какой интерфейс должна производиться отправка, дописывает к пакету необходимые заголовки и отдает пакет на обработку соответствующему интерфейсу (точнее, ставит пакет в очередь, связанную с этим интерфейсом).

Что драйвер сделает с пакетом, это уже его дело. Например, драйвер интерфейса loopback этот пакет вынет из очереди и сразу поставит в очередь «принятых», откуда его впоследствии заберет драйвер протокола (левая цепочка на схеме). Драйвер интерфейса eth0 допишет к пакету заголовки Ethernet и передаст пакет драйверу сетевого адаптера, и уже тот непосредственно проинструктирует сетевой адаптер, откуда взять и как отправить пакет (правая цепочка). В средней же цепочке мы видим схему работы PPP, когда пакет помещается в очередь интерфейса ppp0, откуда его заберет демон pppd. Демон допишет в пакет нужные заголовки, и через символьный специальный файл /dev/ttyS0 передаст пакет драйверу COM-порта, а тот непосредственно будет работать с аппаратурой. Соответственно, при приемке данных цепочки проходятся в обратном порядке.