首先来看一下物理设备上的数据如何是通过Linux网络协议栈送到用户态程序的，如图：

物理网卡收到数据后送到网络协议栈，进程通过socket创建特殊套接字，从网络协议栈读取数据。
在网络协议栈看来，tun/tap这类虚拟网络设备和物理网卡并无区别。tun/tap设备就是利用Linux的设备文件实现内核态和用户态的数据交互，如图：

物理网卡通过网线收发数据，而tun/tap通过设备文件（/dev/tunX）收发数据。所有对/dev/tunX的写操作会通过tun设备转成数据包发送给内核网络协议栈；当内核发包给tun设备时，用户态进程通过读/dev/tunX拿到包内容。
tun与tap的工作原理相同，区别在于：
tun的设备文件收发IP包，只能工作在L3层；
tap的设备文件收发的是链路层数据帧，工作在L2层，可以和网卡桥接。

Linux原生支持的隧道ipip和gre实验
两台主机，host1 IP 192.168.0.8/24;host2 IP 192.168.0.58/24，通过物理网卡互联；
tun100之间用gre隧道打通；
tun200之间用ipip隧道打通。
host1, host2 上前提准备：
开启ipv4路由功能：echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
物理网卡设置混杂模式： ifconfig ens0 promisc
清掉iptables规则，防止不必要的干扰：iptables -F

1. 在host1 host2上新建tun100、tun200
   host1：
   ip tuntap add dev tap1 mode tap
   ip tuntap add dev tap2 mode tap
   ip link set tap1 up
   ip link set tap2 up
   ip addr add 10.1.1.1/32 dev tap1
   ip addr add 20.1.1.1/32 dev tap2

host2：
ip tuntap add dev tap1 mode tap
ip tuntap add dev tap2 mode tap
ip link set tap1 up
ip link set tap2 up
ip addr add 10.1.1.2/32 dev tap1
ip addr add 20.1.1.2/32 dev tap2

2. 配置ipip隧道
   host1：
   ip tunnel add tun100 mode gre remote 192.168.0.58 local 192.168.0.8 ttl 64
   ip link set tun100 up mtu 1400（因为多了一层封装，实际应用中会设置隧道mtu比物理接口mtu小）
   ip addr add 10.1.1.1 peer 10.1.1.2 dev tun100
   ip route（路由表显示去10.1.1.2下一跳到tun100，同理host2）
   10.1.1.2 dev tun100 proto kernel scope link src 10.1.1.1
   host2：
   ip tunnel add tun100 mode gre remote 192.168.0.8 local 192.168.0.58 ttl 64
   ip link set tun100 up mtu 1400
   ip addr add 10.1.1.2 peer 10.1.1.1 dev tun100

3. 配置gre隧道
   host1：
   ip link set tun200 up mtu 1400
   ip addr 20.1.1.1 peer 20.1.1.2 dev tun200
   ip addr add 20.1.1.1 peer 20.1.1.2 dev tun200
   ip route（类似ipip，路由表显示20.1.1.2下一跳到tun200）
   20.1.1.2 dev tun200 proto kernel scope link src 20.1.1.1

host2：
ip tunnel add tun200 mode ipip remote 192.168.0.8 local 192.168.0.58
ip link set tun200 up mtu 1400
ip addr add 20.1.1.2 peer 20.1.1.1 dev tun200

4. ping测试，tun100之间可以互通，tun200之间可以互通。其它不通。
   
5. 隧道区别
   wireshark抓包看，
   tun100，外层IP源192.168.0.58-目的192.168.08，内层gre封装，源10.1.1.2-目的10.1.1.1
   
   tun200，外层IP源192.168.0.58-目的192.168.08，内层没有gre封装直接堆了一层， 源20.1.1.2-目的20.1.1.1
   
   附一张tunnel的工作流程图：