【UEFI基础】UEFI网络框架之概述

逃离我推掉我的手 2023-10-17 08:42 117阅读 0赞

## 概述 ##

UEFI中的网络框架大致如下：

![20160905185056035][]

其中最底下部分并不在UEFI代码中，它实际上代表的是网卡的驱动。它提供的接口可以与SNP对接。

而SNP是UEFI下操作网络的基本接口。

另外关于安全启动部分，在上图中也没有体现，它实际上讲也不属于网络栈的部分。

在edk2代码中，以下部分是属于网络的：

#
      # Network Support
      #
      MdeModulePkg/Universal/Network/SnpDxe/SnpDxe.inf
      MdeModulePkg/Universal/Network/DpcDxe/DpcDxe.inf
      MdeModulePkg/Universal/Network/MnpDxe/MnpDxe.inf
      MdeModulePkg/Universal/Network/VlanConfigDxe/VlanConfigDxe.inf
      MdeModulePkg/Universal/Network/ArpDxe/ArpDxe.inf
      MdeModulePkg/Universal/Network/Dhcp4Dxe/Dhcp4Dxe.inf
      MdeModulePkg/Universal/Network/Ip4Dxe/Ip4Dxe.inf
      MdeModulePkg/Universal/Network/Mtftp4Dxe/Mtftp4Dxe.inf
      MdeModulePkg/Universal/Network/Udp4Dxe/Udp4Dxe.inf
    !if $(NETWORK_IP6_ENABLE) == TRUE
      NetworkPkg/Ip6Dxe/Ip6Dxe.inf
      NetworkPkg/TcpDxe/TcpDxe.inf
      NetworkPkg/Udp6Dxe/Udp6Dxe.inf
      NetworkPkg/Dhcp6Dxe/Dhcp6Dxe.inf
      NetworkPkg/Mtftp6Dxe/Mtftp6Dxe.inf
      NetworkPkg/UefiPxeBcDxe/UefiPxeBcDxe.inf
    !if $(SECURE_BOOT_ENABLE) == TRUE
      NetworkPkg/IScsiDxe/IScsiDxe.inf
    !else
      MdeModulePkg/Universal/Network/IScsiDxe/IScsiDxe.inf
    !endif
    !else
      MdeModulePkg/Universal/Network/Tcp4Dxe/Tcp4Dxe.inf
      MdeModulePkg/Universal/Network/UefiPxeBcDxe/UefiPxeBcDxe.inf
      MdeModulePkg/Universal/Network/IScsiDxe/IScsiDxe.inf
    !endif
    !if $(HTTP_BOOT_ENABLE) == TRUE
      NetworkPkg/DnsDxe/DnsDxe.inf
      NetworkPkg/HttpUtilitiesDxe/HttpUtilitiesDxe.inf
      NetworkPkg/HttpDxe/HttpDxe.inf
      NetworkPkg/HttpBootDxe/HttpBootDxe.inf
    !endif

其中分为IPv4和IPv6两个部分。

以上的协议，按照UEFI的说明来分，属于UEFI Driver Model。它们都是通过在DXE阶段安装类似如下的结构：

//
    // Simple Network Protocol Driver Global Variables
    //
    EFI_DRIVER_BINDING_PROTOCOL gSimpleNetworkDriverBinding = {
      SimpleNetworkDriverSupported,
      SimpleNetworkDriverStart,
      SimpleNetworkDriverStop,
      0xa,
      NULL,
      NULL
    };

并在BDS阶段执行判断(xxxSupported)和执行具体实现(xxxStart)。

这种结构称为Driver Binding Protocol。

## UEFI下的网络框架测试 ##

后续的文章中会陆续介绍各个模块，如UNDI、SNP、MNP等等。

并且会使用OVMF来测试和验证各个UEFI网络模块。

关于OVMF的使用请参考[OVMF基础][OVMF]

下面是在UEFI shell下查看到的网路模块：

![20161112001857108][]

上面的打印是通过UEFI shell下的drivers命令打出来的。

可以看到安装了关于网络的驱动。

另外通过ifconfig命令还可以看到：

![20161112003159974][]

QEMU已经为我们模拟出一张网卡了，这也可以通过pci命令看到：

![20161112163233049][]

BDF为00/03/00的就是一个网卡，进一步可以看到它是一个Intel的网卡（VendorId是8086h）：

![20161112163403472][]

这个网卡是QEMU默认使用的网卡。

UEFI shell下可以对它进行配置，具体命令如下：

ifconfig -s eth0 static 192.168.1.200 255.255.255.0 192.168.1.1

\-s用来指定端口，这里只有一个eth0，static表示静态IP配置，后面跟的就是IP、MASK和Gateway。

配置完成后如图所示：

![20161112003655258][]

之后就可以通过ping来进行网路测试，不过目前是ping不通主机的。

还需要在主机上配置QEMU，具体可以参考[qemu虚拟机与外部网络的通信][qemu]

这边直接写了如下的脚本（也是来自上面的文章）：

#!/bin/bash
    
    sudo ifconfig eth0 down                  # 先关闭eth0接口
    sudo brctl addbr br0                     # 增加一个虚拟网桥br0
    sudo brctl addif br0 eth0                # 在br0中添加一个接口eth0
    sudo brctl stp br0 off                   # 只有一个网桥，所以关闭生成树协议
    sudo brctl setfd br0 1                   # 设置br0的转发延迟
    sudo brctl sethello br0 1                # 设置br0的hello时间
    sudo ifconfig br0 0.0.0.0 promisc up     # 打开br0接口
    sudo ifconfig eth0 0.0.0.0 promisc up    # 打开eth0接口
    sudo dhclient br0                        # 从dhcp服务器获得br0的IP地址
    sudo brctl show br0                      # 查看虚拟网桥列表
    sudo brctl showstp br0                   # 查看br0的各接口信息
    
    sudo tunctl -t tap0 -u root              # 创建一个tap0接口，只允许root用户访问
    sudo brctl addif br0 tap0                # 在虚拟网桥中增加一个tap0接口
    sudo ifconfig tap0 0.0.0.0 promisc up    # 打开tap0接口
    sudo brctl showstp br0                   # 显示br0的各个接口

执行完这个脚本之后，再执行下面的命令：

qemu-system-x86_64 -serial stdio -bios OVMF.fd -net nic -net tap,ifname=tap0

等到QEMU启动之后，最后会进入到UEFI shell，配置好网卡之后，就可以使用ping命令了，如下图所示：

![20161112231239380][]

顺便附上主机端的网络配置：

![20161112231414678][]

UEFI shell下使用的ping的IP就是这里br0的IP。

br0是一个桥，它连同了eth0和tap0，eth0实际上就是主机的网口，而tap0可以看成是UEFI端的网口。

通过br0连接后两者就可以ping通了。

后续可以使用它来测试UEFI的网络。

[20160905185056035]: https://img-blog.csdn.net/20160905185056035
[OVMF]: http://blog.csdn.net/jiangwei0512/article/details/52244440
[20161112001857108]: https://img-blog.csdn.net/20161112001857108
[20161112003159974]: https://img-blog.csdn.net/20161112003159974
[20161112163233049]: https://img-blog.csdn.net/20161112163233049
[20161112163403472]: https://img-blog.csdn.net/20161112163403472
[20161112003655258]: https://img-blog.csdn.net/20161112003655258
[qemu]: http://blog.csdn.net/simonzhao0536/article/details/9188859
[20161112231239380]: https://img-blog.csdn.net/20161112231239380
[20161112231414678]: https://img-blog.csdn.net/20161112231414678

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