linux做單臂路由實現trunk 使vlan之間通信

如果要使vlan之間進行通信，我們通常會使用三層交換機或者路由器子接口模式來做。Linux上關於VLAN與Cisco交換機中繼連接，也是可以實現其互相之間的通信的。

環境：RHEL 5.2 最小化安裝，物理網卡eth1，作爲VLAN交換機連接的Trunk口連接到2960的GigabitEthernet0/1。而另外一張物理網卡eth0作爲上行口，連接其他網絡。
      Cisco 2960，啓用VLAN，VLAN的網段規劃入下：
       VLAN 1：fa0/1 - fa0/6 192.168.1.0/24
       VLAN 2：fa0/7 - fa0/12 192.168.2.0/24
       VLAN 3：fa0/13 - fa0/18 192.168.3.0/24
       VLAN 4：fa0/19 - fa0/24 192.168.4.0/24
由於2960支持的802.1q trunk協議對於本徵vlan 1 的數據流是不會增加vlan標記的，以及交換機的配置過程，具體可以見本站點其他關於交換機配置介紹
可以用 Show interfaces trunk命令查看本徵vlan 規劃：對於本徵vlan我們不增加子接口，直接在物理網卡eth1上綁定IP即可，其他vlan都使用vconfig創建子接口即可。

一.首先要確認Linux系統內核是否已經支持VLAN功能：
當前使用內核以及操作系統版本：
[root@happyboy ~]# # lsmod |grep 8021q        //查看系統內核是否支持802.1q協議
8021q                 18633  0 
[root@happyboy ~]# lspci        //確認網卡驅動是否已經正常加載

一般來說RH9以後的Linux發行版本，諸如RHEL4、RHEL5、CentOS4、CentOS5都已經默認支持了VLAN的功能。
  
二.物理網卡、子網卡、虛擬VLAN網卡的關係：
1.物理網卡：物理網卡這裏指的是服務器上實際的網絡接口設備，這裏我服務器上雙網卡，在系統中看到的2個物理網卡分別對應是eth0和eth1這兩個網絡接口。

2.子網卡：子網卡在這裏並不是實際上的網絡接口設備，但是可以作爲網絡接口在系統中出現，如eth0:1、eth1:2這種網絡接口。它們必須要依賴於物理網卡，雖然可以與物理網卡的網絡接口同時在系統中存在並使用不同的IP地址，而且也擁有它們自己的網絡接口配置文件。但是當所依賴的物理網卡不啓用時（Down狀態）這些子網卡也將一同不能工作。

3.虛擬VLAN網卡：這些虛擬VLAN網卡也不是實際上的網絡接口設備，也可以作爲網絡接口在系統中出現，但是與子網卡不同的是，他們沒有自己的配置文件。他們只是通過將物理網加入不同的VLAN而生成的VLAN虛擬網卡。如果將一個物理網卡添加到多個VLAN當中去的話，就會有多個VLAN虛擬網卡出現，他們的信息以及相關的VLAN信息都是保存在/proc/net/vlan/config這個臨時文件中的，而沒有獨自的配置文件。它們的網絡接口名是eth0.1、eth1.2這種名字。
注意：當需要啓用VLAN虛擬網卡工作的時候，關聯的物理網卡網絡接口上必須沒有IP地址的配置信息，並且，這些主物理網卡的子網卡也必須不能被啓用和必須不能有IP地址配置信息。這個在網上看到的結論根據我的實際測試結果來看是不準確的，物理網卡本身可以綁定IP，並且給本徵vlan提供通信網關的功能，但必須是在802.1q下。

三.規劃網絡：
1.VLAN的劃分：
Cisco交換機2960上交換機配置不在贅述。
RHEL 5.2默認內核支持VLAN，並且默認只支持802.1q的中繼封裝。我們需要對連接Cisco交換機2960的中繼接口的eth1進行配置，在上面已經說明，對於vlan1本徵vlan直接用物理eth1即可。另外，由於網絡當中要使用3個VLAN，因此，中繼網卡eth1也必須要添加虛擬網卡以及IP地址。規劃如下：
       eth1：192.168.1.1/24
       eth1.2：192.168.2.1/24
       eth1.3：192.168.3.1/24
       eth1.4：192.168.4.1/24       

2.Linux網關轉發部分：
VLAN功能網卡eth1上除其本身外，將被劃分成3個VLAN虛擬網卡，通過中繼網卡eth1與Cisco交換機2950的VLAN中繼端口連接，另外一個物理網卡eth0作爲上行網絡接口。而Linux服務器將在eth1與eth0之間做流量轉發，這樣VLAN與VLAN之間也實現了數據流的轉發，如果不希望VLAN之間轉發的話，可以通過iptables來進行設定，這裏就不再展開iptables了。

四.在Linux配置VLAN Trunk：
由於在Linux上eth1要被設定爲Trunk與Cisco交換機2960中繼連接，因此，網絡中有幾個VLAN的話，那麼中繼網卡上也必須要加入多個VLAN才能支持到(本徵vlan不需要添加，屬於本徵vlan的端口設置IP同該物理網卡網段，並將網關指向eth1即可，關於eth0和eth1的配置，可以直接編輯配置文件 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0和ifcfg-eth1，或用setup來配置等文本圖形工具配置)。
1.將eth1添加到VLAN 2中：
[root@happyboy net]# vconfig add eth1 2
WARNING:  Could not open /proc/net/vlan/config.  Maybe youneed to load the 8021q module, or maybe you are not using PROCFS??
Added VLAN with VID == 2 to IF -:eth1:-
第一次添加VLAN虛擬網卡的時候就一定會出現上面的那句提示，原因是因爲默認下/proc/net/vlan/config這個專門用來保存VLAN信息的文件是沒有的。由於第一次添加VLAN網卡，那麼這個文件也會被自動建立起來。另外，在/proc/目錄下面的文件都是系統的臨時文件，因此重新啓動後必定丟失休息，所以在配置並測試VLAN成功後，可以將一些相關命令添加到rc.local這個啓動腳本當中去了。在執行該命令之前可以先到/proc/net/目錄查看下，並不存在vlan文件夾，執行後會創建一個vlan文件夾，並生成config配置文件，以及對應的虛擬vlan網卡配置文件eth1.2等
後面的一句
Added VLAN with VID == 2 to IF -:eth1:-
這裏表示已經將eth1網卡添加到了VLAN 2中，並且它在VLAN中的虛擬網卡是eth1.2。
2.同樣將eth1添加到VLAN 3、4中：
[root@happyboy ~]# vconfig add eth1 3
Added VLAN with VID == 3 to IF -:eth1:-
[root@happyboy ~]# vconfig add eth1 4
Added VLAN with VID == 4 to IF -:eth1:-

4.檢查添加的VLAN虛擬網卡信息：
[root@happyboy ~]# cat /proc/net/vlan/config 
--------------------------------------------------
VLAN Dev name    | VLAN ID
Name-Type: VLAN_NAME_TYPE_RAW_PLUS_VID_NO_PAD
eth1.2         | 2  |     eth1
eth1.3         | 3  |     eth1
eth1.4         | 4  |     eth1
虛擬網卡       VLANID  歸屬的主網卡
--------------------------------------------------
可以看到所有的VLAN虛擬網卡以及它們所歸屬的主物理網卡。

五.爲VLAN虛擬網卡設定IP地址並且進行啓用：
[root@happyboy ~]# ifconfig eth1.2 192.168.2.1 up
[root@happyboy ~]# ifconfig eth1.3 192.168.3.1 up
[root@happyboy ~]# ifconfig eth1.4 192.168.4.1 up

六.確認Linux系統下的所有網絡接口配置：
1.重新啓動網絡服務
[root@happyboy ~]# service network restart
--------------------------------------------------
Shutting down interface eth0:                          [  OK  ]
Shutting down interface eth1:                          [  OK  ]
Shutting down loopback interface:                      [  OK  ]
Bringing up loopback interface:                        [  OK  ]
Bringing up interface eth0:                            [  OK  ]
Bringing up interface eth1:                            [  OK  ]
--------------------------------------------------

2.檢查Linux系統下的所有網絡接口信息：
[root@happyboy ~]# ifconfig |more
到這裏已經基本上將VLAN的主要配置完成了。

七.簡單測試：
測試從各個vlan 之間的連通性，可以直接在屬於各個vlan的交換機端口上連接一臺PC，設置其屬於對應網段IP，並將網關指向到對應vlan虛擬網卡的IP，會發現與網關之間的通信正常，但是vlan之間無法通信，那時因爲linux默認不會轉發數據，具體介紹可以參考
http://www.happyboy.net.cn/article.asp?id=19
,直接修改ip_forward值爲1即可使vlan之間正常通信

後續可以：配置iptables進行NAT各個網絡接口間轉發；配置iptables來限制指定VLAN之間的轉發以實現安全性以及優化處理。
在上面說過，這些配置信息是寫到系統臨時文件的，系統重啓將會導致配置丟失，我們可以在/etc/rc.local中增加以下語句即可
vconfig add eth1 2
vconfig add eth1 3
vconfig add eth1 4
ifconfig eth1.2 192.168.2.1 up
ifconfig eth1.3 192.168.3.1 up
ifconfig eth1.4 192.168.4.1 up
echo '1' > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

Vconfig命令的簡要說明：
vconfig - VLAN 802.1q 配置程序。
說明
       Vconfig程序能夠建立VLAN虛擬網卡並且與遠程的VLAN設備對接，但是前提是內核首先必須支持VLAN功能。VLAN虛擬網卡是以太網卡上虛擬出來的、爲了能夠在一個物理網絡上支持VLAN虛擬網絡的虛擬網卡。
選項
add  物理網卡  VLAN-ID號
在指定的物理網卡上虛擬出指定VLAN號的VLAN虛擬網卡。VLAN虛擬網卡名將記錄在/proc/net/vlan/config文件中。
rem VLAN虛擬網卡
刪除指定的VLAN虛擬網卡，如果不清楚VLAN虛擬網卡名的話可以到/proc/net/vlan/config文件中查看VLAN虛擬網卡名。

相關文件
       /proc/net/vlan/config
       /proc/net/vlan/VLAN虛擬網卡
http://www.kernelchina.org/?q=node/49#comment-446
http://www.kernelchina.org/?q=node/49


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