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Linux操作系統(tǒng)作為一種流行的開源操作系統(tǒng)，在技術(shù)領(lǐng)域中擁有廣泛的應(yīng)用和使用。其中，Linux物理地址轉(zhuǎn)換（Phys Addr T）技術(shù)是Linux系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)組成部分，它能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用程序和硬件之間的橋梁作用，使得應(yīng)用程序能夠正確地與硬件打交道。本文將詳細(xì)講解Linux物理地址轉(zhuǎn)換技術(shù)的工作原理和應(yīng)用案例，以期對讀者有所啟發(fā)。
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一、Linux物理地址轉(zhuǎn)換的概念和基本原理
在Linux系統(tǒng)中，物理地址轉(zhuǎn)換（Phys Addr T）是一種將虛擬地址映射成物理地址的機(jī)制。它的工作原理是將應(yīng)用程序所指定的虛擬地址（也稱“邏輯地址”）轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的物理地址（也稱“真實(shí)地址”），以便應(yīng)用程序能夠直接訪問硬件設(shè)備或其他與之配套的系統(tǒng)資源。在Linux系統(tǒng)中，物理地址轉(zhuǎn)換是由Linux內(nèi)核來完成的。
物理地址轉(zhuǎn)換的過程可以分為以下幾步：
1.應(yīng)用程序發(fā)出訪問請求。
2.通過虛擬內(nèi)存管理單元（MMU）將虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址。
3.物理地址被用于訪問硬件設(shè)備或其他系統(tǒng)資源。
在Linux系統(tǒng)中，物理地址轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)是基于MMU的，MMU是一種硬件設(shè)備，它作為內(nèi)部總線和CPU之間的橋梁，能夠?qū)⑻摂M地址轉(zhuǎn)換成物理地址，計(jì)算機(jī)的硬件構(gòu)成中都會(huì)有MMU這一部分。
二、Linux物理地址轉(zhuǎn)換的應(yīng)用案例
在實(shí)際應(yīng)用中，Linux物理地址轉(zhuǎn)換技術(shù)廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備等方面。
在嵌入式系統(tǒng)中，物理地址轉(zhuǎn)換能夠幫助開發(fā)人員直接訪問采集卡、攝像頭、傳感器等硬件設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制、數(shù)據(jù)監(jiān)測和圖像識(shí)別等功能。在這種場景下，開發(fā)人員可以通過Linux內(nèi)核提供的API函數(shù)來訪問物理地址，這些API函數(shù)通常包括映射（map）、取消映射（unmap）和能夠?qū)ξ锢淼刂愤M(jìn)行讀寫操作的函數(shù)。
在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，物理地址轉(zhuǎn)換技術(shù)可以幫助開發(fā)人員快速完成對用戶數(shù)據(jù)包的解析和處理。通常來說，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收到數(shù)據(jù)包后，需要將其解析成CPU能夠正確理解的格式，并且識(shí)別其目的地址和源地址等信息，然后將其發(fā)送給相應(yīng)的應(yīng)用程序或存儲(chǔ)設(shè)備。在這種場景下，物理地址轉(zhuǎn)換技術(shù)可以幫助開發(fā)人員快速獲取物理地址且訪問效率高。
在存儲(chǔ)設(shè)備中，物理地址轉(zhuǎn)換技術(shù)能夠幫助開發(fā)人員完成對硬盤、U盤等存儲(chǔ)設(shè)備的訪問和控制。在這種場景下，物理地址轉(zhuǎn)換技術(shù)可以幫助開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)對存儲(chǔ)設(shè)備的物理地址映射，從而能夠直接讀取和寫入硬盤、U盤等存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)。
三、
在Linux系統(tǒng)中，物理地址轉(zhuǎn)換技術(shù)作為一個(gè)重要的組成部分，能夠幫助應(yīng)用程序和硬件設(shè)備之間建立起橋梁，從而能夠更加高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和處理。在實(shí)際應(yīng)用中，通過使用Linux內(nèi)核提供的API函數(shù)，開發(fā)人員可以快速應(yīng)用物理地址轉(zhuǎn)換技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)自己所需要的功能。因此，在掌握Linux物理地址轉(zhuǎn)換技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)人員可以更好地運(yùn)用各種硬件設(shè)備和系統(tǒng)資源，使得自己的應(yīng)用程序能夠更加強(qiáng)大和高效。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- Linux下ip addr和ifconfig增刪查虛擬ip
Linux下ip addr和ifconfig增刪查虛擬ip
使用 虛擬ip最多的場景空搜可能是雙機(jī) ，往往結(jié)合著keepalived使用。其實(shí)沒有雙機(jī)軟件也可以使用虛擬ip，下面介紹兩種方法ip addr和ifconfig進(jìn)行增刪查虛擬ip。
增加虛擬ip ：
ip addr add ip/netmask dev 網(wǎng)口名稱，比如ip addr add 192.168.88.0/24 dev eth0
查看虛擬ip :
ip addr show device_name或ip addr | grep eth0
ip addr =ip a= ip add list 查看網(wǎng)卡的ip和mac等，即使網(wǎng)卡處于down狀態(tài)，也能顯示出網(wǎng)卡狀態(tài)，但是ifconfig查看就看不到。
刪除虛擬ip：
ip addr del ip/netmask dev 網(wǎng)口名稱，比如ip addr del 192.168.88.0/24 dev eth0
清空指定網(wǎng)卡的所有ip：
ip addr flush dev 接口
ip addr 操作時(shí)的注意事項(xiàng)：
說明：網(wǎng)卡配置的ip一般為Primary ip，虛擬ip一般為Secondary ip，當(dāng)刪除Primary ip時(shí)Secondary ip也有可能同時(shí)被刪除。
先查看ipv4或ipv6相應(yīng)網(wǎng)卡開啟提升參數(shù)promote_secondaries為1，當(dāng)Primary ip被刪除后，它的第1個(gè)Secondary ip將繼承為Primary ip。
# cat /etc/sysctl.conf | grep promote_secondaries
net.ipv4.conf.eth0.promote_secondaries=1
默認(rèn)不開啟，查不到結(jié)果則表明未開啟。
Secondary ip和Primary ip標(biāo)注如下
# ip addr show eth0
2: eth0: mtu 1500 qdisc pfifo_fast qlen 1000
link/ether 00:19:b9:ef:44:8b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
# Primary ip
inet 172.16.0.230/24 brd 172.16.0.255 scope global eth0
inet 10.1.1.230/24 scope global eth0
# Secondary ip
inet 10.1.1.231/24 scope global secondary eth0
在linux中在一個(gè)網(wǎng)卡上配置的同一個(gè)網(wǎng)段的ip有Primary IP和Secondary address之分，如果不是同一個(gè)網(wǎng)段的ip總有一個(gè)是Primary IP，一條鏈上的吊鏈結(jié)構(gòu)中上面的那條主鏈中的IP是Primary IP，Secondary address是主鏈結(jié)點(diǎn)的子鏈結(jié)點(diǎn)中的IP，一 旦主鏈上一個(gè)節(jié)點(diǎn)被刪除斗嫌歷了，那么它的子鏈也將不復(fù)存在，隨之被刪除。
可以通過調(diào)整一個(gè)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)一個(gè)primary ip被刪除時(shí)，如果它有secondary ip的話，那么它的第1個(gè)secondary地址(長子)成為primary地址，這樣就顯得很合理了，要不然在刪除 primary地址的時(shí)候，如果有程序用secondary地址，要么延遲刪除，要么程序崩者雀潰。
開啟的方法(主機(jī)重啟后仍然生效的)
echo “net.ipv4.conf.eth0.promote_secondaries=1” >>/etc/sysctl.conf
ifconfig eth1:1 192.168.5.10/24 up：起別名
ifconfig eth0:1 192.168.8.5 netmask 255.255.255.0 up
ifconfig eth1:1 192.168.5.10/24 down ： 刪別名
ifconfig eth0:1 192.168.8.5 netmask 255.255.255.0 down
ifconfig eth1 up ：啟用eth1網(wǎng)卡
ifconfig eth1 down ： 禁用eth1網(wǎng)卡，這種禁用是從
數(shù)據(jù)鏈路層
斷掉，但是網(wǎng)絡(luò)層ip還在，有時(shí)候能ping 通，大概率是緩存表沒有更新
ifdown eth0 ： 禁用網(wǎng)卡，刪除了網(wǎng)絡(luò)層ip
二者本質(zhì)上沒有什么區(qū)別，只是表述方式不同。如果你非常理解
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
的原理以及網(wǎng)絡(luò)的分層架構(gòu)那么我想你就不會(huì)有這個(gè)問題，實(shí)際上 每一個(gè)網(wǎng)卡設(shè)備都有一個(gè)mac地址 ， 但是卻可以有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)層地址 ，比如
IP地址
，然而這個(gè)事實(shí)無法很好地像用戶提供操作接口，所以就引出了ip別名(IP aliases)和輔助ip(secondary IP addresses)的概念。其實(shí)很容易理解這個(gè)事實(shí)，按照分層的思想，下層總是為上層服務(wù)，也就是為上層提供舞臺(tái)，上層利用下層的服務(wù)，而不必讓下層知道自己的情況，如果一個(gè)擁有合理mac地址的網(wǎng)卡沒有配置網(wǎng)絡(luò)層地址(比如IP地址)這件事合理的話，那么為這個(gè)設(shè)備配置多個(gè)IP地址也是合理的，好比一個(gè)ip可以對應(yīng)多個(gè)應(yīng)用層端口一樣，也就是說，下層對上層總是一對多的關(guān)系，在分層架構(gòu)中這種關(guān)系是合理的。
比如一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行著一個(gè)
代理服務(wù)器
或者
負(fù)載均衡
服務(wù)，代理服務(wù)器或者負(fù)載均衡服務(wù)和主服務(wù)器要監(jiān)聽相同的端口，那么就可以用secondary ip來解決，只要需要在同一網(wǎng)段監(jiān)聽同一個(gè)端口的應(yīng)用都是吊鏈中子鏈存在的原因，因此可以說，主鏈對外部或者說對下面鏈路層虛擬了多塊網(wǎng)卡， 而子鏈向上層虛擬了多臺(tái)機(jī)器，配置了吊鏈結(jié)構(gòu)的linux主機(jī)如果說只有一塊網(wǎng)卡，那么外部會(huì)認(rèn)為它有多塊網(wǎng)卡，對于內(nèi)部，應(yīng)用層會(huì)認(rèn)為彼此在不同的主機(jī) 上，這就是效果。
添加地址可以通過2個(gè)用戶空間程序搞定，一個(gè)是ifconfig，另一個(gè)是ip addr add，ifconfig是基于ioctl進(jìn)行添加地址的，而ip是基于netlink進(jìn)行添加地址的，不管哪一種方式都可以達(dá)到目的。 但為何用ip addr add添加的ip地址用ifconfig看不到，而ifconfig設(shè)置的地址ip addr show卻是可以看到?這個(gè)問題先放一放。
ip addr增加的虛擬ip在物理主機(jī)或
虛擬機(jī)
重啟后失效。
方法1：把命令加到/etc/rc.local里面
ip addr add 192.168.26.74/32 dev eth1
方法2：高可用雙機(jī)倒換后進(jìn)行虛擬ip的增加
方法3：在/etc/sysconfig/network-scripts添加網(wǎng)卡名字，比如ifcfg-eth0:0，DEVICE=eth0:1 —->子接口名
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.109.108
NETMASK=255.255.255.0
ip addr 操作ip時(shí)需要注意
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