Linux 内核中对网络设备进行描述的核心结构类型叫做 net_device，net_device 结构定义在 include/linux/netdevice.h 文件中。该结构的字段可以分为以下几类。

1、net_device 结构分类

(1)全局信息

该类中包含了设备名(name 字段)、设备状态(state 字段)、设备初始化函数(init 字段)等。

(2)硬件信息

该类中包含了设备内存使用情况(mem_end 和 mem_start 字段)、中断号(irq 字段)、IO 基地址(base_addr 字段)等。

(3)接口信息

该类中包含了 MAC 地址(dev_addr 字段)、设备属性(flag 字段)、最大传输单元(mtu 字段)等。

(4)设备接口函数

该类中包含了当前设备所提供的所有接口函数，比如设备打开函数(open 字段)，该函数负责打开设备接口，当用户使用 ifconfig 命令配置网络时，该函数默认被调用；设备停止函数(stop 字段)，该函数负责关闭设备接口；数据发送函数(hard_start_xmit 字段)，当用户调用 socket 开始写数据时，该函数被调用，并负责往网络设备中发送数据。

2、DMA 介绍(BD 引入)

网络设备的核心处理模块是一个被称作 DMA(Direct Memory Access)的控制器，DMA 模块能够协助处理器处理数据收发。对于数据发送来说，它能够将组织好的数据自动发出，无需处理器干预；对于数据接收来说，它能够将收到的数据以一定的格式组织起来，通知处理器，并等待处理器来取。

DMA 模块收发数据的单元被称为 BD(Buffer Description，缓存描述符)，每个包都会被分成若干个帧，而每个帧则被保存在一个 BD 中。BD 结构通常包含有以下字段(正常应用肯定比下面这个数据结构要复杂得多)：

typedef struct {

void *bufptr; /* 保存当前 BD 对应缓存的起始地址 */

int length; /* 保存缓存中存储的数据包长度 */

int sc; /* 保存当前 BD 的状态信息 */

} BD_STRUCT;

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所有的 BD 就组成了一张 BD 表，如图 1 所示，一般来说发送方向和接收方向的 BD 表是各自独立的。

3、数据发送流程(发送 BD)

网络设备通过 DMA 进行数据发送的流程如 图 2所示。

图中各步骤的具体含义描述如下：

(1)协议层通知处理器开始发送数据；

(2)处理器从 BD 表中取出一个 BD，将需要发送的数据拷贝至当前 BD 对应的缓存内，并设置好 BD 的状态；

(3)处理器通知网络设备开始发送数据；

(4)MAC 模块通知 DMA 单元开始发送数据；

(5)DMA 模块操作 BD 表，取出当前有效 BD；

(6)DMA 模块将当前 BD 对应缓存内的数据发送至 MAC 模块；

(7)MAC 模块将这些数据发送到网络中；

(8)网络设备通知处理器数据发送完毕；

(9)处理器通知协议层发送下面一帧数据。

其中步骤(4)~(8)是硬件自动完成的，不需要软件的干预，如此可以节省处理器的工作量。

4、数据接收流程(接收 BD)

网络设备通过 DMA 进行数据接收的流程如图 3 所示。

图中各步骤的具体含义描述如下： (1)处理器初始化 BD 表； (2)处理器初始化网络设备； (3)MAC 模块从网络中接收数据； (4)MAC 模块通知 DMA 模块来取数据； (5)DMA 模块从 BD 表中取出合适的 BD； (6)MAC 模块将数据发送至当前 BD 对应的缓存内； (7)网络设备通知处理器开始接收数据(以中断方式或轮询方式)； (8)协议层从当前的 BD 缓存内取走数据。 其中步骤(3)~(6)是硬件自动完成的，不需要软件的干预，如此可以节省处理器的工作量。