前言
说到互联网 ， 大家很容易想到的有 CPU、服务器、操作系统、应用程序（APP）、小程序、网页（HTML）等 。然而 ， 还有一个要素是很容易被忽略的 ， 却是最重要的 ， 那就是网卡 。如果没有网卡 ， 那么所有的主机将会是孤立的 ， 没法实现相互间通信 ， 也就不存在互联网了 。两台主机之间要实现通信 ， 互相收发报文 ， 最底层的基础设施 ， 除了传输链路（光纤、网线等） ， 就是安装在主机上的网卡了 ， 它将主机上应用软件产生的数据打包 ， 然后从物理链路上发送出去 ， 同理 ， 它还可以从物理链路上接收报文 ， 送往主机上的应用程序 。
在这篇文章中 ， 你将会了解到什么是中断 ， 什么是 PCIe ， 什么是 uio ， 什么是 igb_uio ， 什么是 pmd ， 什么是 DPDK 等一系列与网卡相关的概念及网卡工作的原理 。

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物理网卡
这里以 Intel 网卡为例 ， 有 10G、25G、100G 等 ， 表示最大的传输速度 ， 单位 Gbit/s 。网卡可以有一个端口 ， 也可以有多个端口 。
网卡驱动知多少
假如我们从 Intel 买回来一张网卡 ， 是不是直接插到电脑上 ， 就可以用呢？答案是否定的 。从一张物理网卡到真正能够实现收发报文 ， 中间可是有一堆工作要做的 。

1. PCIe

PCIe 是一种高速串行点对点双通道高带宽、计算机扩展总线标准 ， 现在已经发展到第四代了 。简单理解 ， 就是计算机主板上用来插网卡的槽位 。当网卡插入主板上的槽位时 ， 一块网卡上的每个端口都对应了一个 PCIe ID ， 这是网卡端口的物理身份标识 。这里提一句 ， PCI 是 PCIe 的上一个形态 。

2. 中断

首先 ， 你要明确一点：网卡收发报通过中断实现 。什么是中断呢？
所谓中断 ， 就是外部设备向处理器发起的请求事件 ， 但这还不够本质 。更本质的理解是处理器对外开放的实时受控接口 。中断绝对不是硬件代替软件去轮询 ， 而是硬件的结构决定了 ， 当某个管脚电平变低（或者变高）的时候 ， CPU 就会被打断 ， 并从特定地址开始执行 。比如 ， 当 CPU 的 RESET 被拉低的时候一定会复位并从某个特定地址重新开始执行 ， 这是由硬件的结构决定的 。

3. uio

uio ， 是一个内核框架（操作系统提供的内核模块） ， 作用就是支持用户空间的 I/O 技术 。而大家所熟知的 DPDK 开源组件就是实现用户态 I/O 技术 ， 它依赖内核空间的 uio 框架 。

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4. pmd

pmd（poll mode driver ， 轮询模式驱动）是 DPDK 在用户态实现的网卡驱动程序 ， 准确来说 ， 它应该是个接口 ， 它可以把 Intel 各种网卡的真正驱动程序加载到用户态 。
pmd 有哪些功能呢？比如对网卡硬件进行一些配置 ， 例如设置网卡接收缓冲区 ， 发送缓冲区的大小 。所谓对网卡进行配置 ，  也就是对网卡寄存器进行配置 。每个网卡都有自己的配置空间 ， 对应了很多寄存器 ， 每种寄存器各自负责不同的功能 。比如接收控制寄存器 ， 用于对网卡收发包的一些设置； 中断寄存器 ， 用于设置允许哪里产生中断事件 ， 例如链路中断 。

5. igb_uio

igb_uio（也就是 DPDK 提供的 igb_uio.ko） ， 是 DPDK 用于与 uio 交互的内核模块 ， 通过 igb_uio 来 bind 指定的 PCI 网卡设备给到用户态的 pmd 使用 。igb_uio 借助 uio 技术来截获中断 ， 并重设中断回调行为 ， 从而绕过内核协议栈后续的处理流程 。并且 igb_uio 会在内核初始化的过程中将网卡硬件寄存器映射到用户态 。

6. i40e、ixgbe 等

i40e 驱动对应 Intel x700 系列网卡 ， 这是由 Intel 提供的 ， 是网卡真正的驱动 ， 需要加载 i40e.ko 到内核 ， Linux 操作系统才能识别这张物理网卡 。而 ixgbe 是 Intel 82599 系列网卡驱动 。

7. 虚拟网卡

这个概念是伴随着 vm（虚拟机）的产生而出现的 ， 就是虚拟机上的网卡 。我们可以将它和 host（物理机）上的物理网卡进行绑定 。
总结
我们拿到 Intel 的一张网卡时 ， 一般加载其对应的网卡驱动就可以使用了 ， 比如 i40e、ixgbe 等 。但如果我们要用 DPDK 实现用户态网卡收发包 ， 就需要下载 Intel 等开源代码 - DPDK ， 内核需要加载 igb_uio ， 用户态 pmd 驱动框架需要加载 librte_i40e.so 等 。
Linux 系统中 DPDK 编程常用命令
【为什么说网卡是互联网世界的基石 互联网网卡是什么意思】ifconfig/sys/config/net-scripts/ 下的文件可以用来配置 eth 口的 ip 地址等ip link showlspci // 有很多可选参数lsmodsu modprobe uiosu insmod igb_uiodpdk主目录/usrtools/ 下的 dpdk-devbind.py、dpdk-setup.sh 等自带脚本linux 用户空间和内核空间通信通过 sysfs 实现

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