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理論：TAP 介面帶 WIFI 父接口

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理論：TAP 介面帶 WIFI 父接口

我正在嘗試創建多個 Linux TAP 介面並允許它們透過單一 WIFI 適配器發送/接收封包。出於所有意圖和目的，我希望 TAP 介面充當成熟的網路介面卡。它們應該能夠像任何其他網路介面卡一樣請求自己的 DHCP 位址並在本地網路上進行互動。

我已經設法使用乙太網路適配器來實現這一點，但我聽說 WiFi 是一個不同的野獸。我不記得確切的原因，但它與「每個無線電廣播位址 1 個 IP 位址」有關。

是否有可能使用 TAP 介面透過 WiFi 連線進行橋接網路？我可以使用網路管理員進行任何設定嗎？有人可以連結一兩篇文章嗎？我很難找到這方面的任何東西。

答案1

此網絡工程 SE 鏈接802.11幀頭中的四個二層位址很好地解釋了乙太網路和 Wifi 之間的差異。

Wifi 需要額外的MAC 位址進行通訊：除了與乙太網路的來源MAC 和目標MAC 相同的發送者位址(SA) 和目標位址(DA) 之外，Wifi 還需要傳送器位址(TA) 和接收器位址( RA) 才能運作：這樣總共就有 4 個 MAC 位址。由於常見的情況是，當客戶端（STA）發送時，TA = SA，而當存取點（AP）向STA發送時，DA = RA，通常只需要3個位址，這就是AP的設定方式：使用4 個可能的位址中只有 3 個。

橋接模式下的客戶端意味著上述 TA != SA 或 DA != RA 且需要全部 4 個位址，而 AP 僅配置為 3 個。這就是為什麼在常見配置中無法橋接 Wifi。必須在 AP 和 STA 上啟用 4 位址模式才能使客戶端橋接工作。這通常被稱為無線分佈系統（WDS），但可能存在多個不相容的實作。 AP和所有STA必須使用相容的實作。

所以：

  • 如果系統橋接是 AP，那麼您可以毫無問題地橋接 wifi：這就是所有 AP 所做的事情，使用預設的 3 個位址模式。

  • 如果嘗試橋接的系統是簡單客戶端 (STA)，則它將無法運作。最近的驅動程式甚至會阻止將無線介面設定為橋接端口，並出現此類錯誤：

    # ip link set wlan0 master bridge0
Error: Device does not allow enslaving to a bridge.

  • 如果你可以配置兩個都將 AP 和 STA 整合到相容的 WDS 中，例如，如果所有裝置都運行 Linux，並且驅動程式與 mac80211 相容，則可以透過以下方式在 STA 上啟用此功能：

    # iw dev wlan0 set 4addr on

那麼它就可以被奴役：

    # ip link set wlan0 master bridge0
    # ip link show wlan0
    3: wlan0: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noqueue master bridge0 state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    [...]

有關使用 iw 命令的 4 位址模式的一些文件可以在 linux wireless wiki 上找到：AP 和客戶端模式使用 4 位址

配置 AP 超出了此處的範圍。使用時主機，有一個特定的設定需要啟用：

# WDS (4-address frame) mode with per-station virtual interfaces
# (only supported with driver=nl80211)
# This mode allows associated stations to use 4-address frames to allow layer 2
# bridging to be used.
#wds_sta=1

還有一種解決方法，允許透過單一 Wifi 預設模式（3 位址模式）連接同時使用具有單獨 IP 的多個容器或虛擬機，但僅使用一MAC 位址（用作 STA 的位址）：因此通常與 DHCP 不相容預設情況下依賴 MAC 位址（除非 DHCP 伺服器接受dhcp 客戶端標識符選項）。它被稱為IPVLAN（通常用於容器）及其 TAP 對應項（通常用於虛擬機器）稱為IPVTAP。當在 L2 模式下使用時，它提供看起來像標準乙太網路介面的東西。

對於一個（簡單的ip網路網路）容器，在主機上使用介面在 IP LAN 192.0.2.0/24 中與網關 192.0.2.1 建立 Wifi 連線後，可以像這樣使用無線區域網路0：

# ip netns add testwifi
# ip link add link wlan0 name ipvl0 type ipvlan mode l2
# ip link set dev ipvl0 netns testwifi up
# ip -n testwifi address add 192.0.2.99/24 dev ipvl0
# ip -n testwifi route add default via 192.0.2.1
# ip netns exec testwifi ping -q -c1 8.8.8.8
PING 8.8.8.8 (8.8.8.8) 56(84) bytes of data.

--- 8.8.8.8 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 5.372/5.372/5.372/0.000 ms

我嚴重懷疑 NetworkManager 有任何與 4 位址模式相關的選項。至於IPVLAN/IPVTAP這必須得到容器/虛擬化應用程式的支持，例如LXC或 libvirt（它似乎本身不支援 IPVTAP），並非真正由 NetworkManager 提供。

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