KVM — 虛擬網絡構建

構建虛擬網絡是虛擬化及容器化的必備的核心技術

構架虛擬網絡的基本組件相關命令

1.虛擬網卡接口管理命令： ip link

創建虛擬網卡接口設備

一般虛擬網卡接口成對創建，類似於現實中的網卡加網線的作用

ip link <options> type veth [peer [ name ] NAME]

將成對的網卡接口的一端配置在另一個虛擬路由器上

ip link set IF_DEVICE netns NET_NAMESPACE

2.網絡橋設備管理命令： brctl

創建網絡橋虛擬設備

brctl addbr <bridge>

向橋設備上添加虛擬網卡(成對出現)中的一個接口

將成對的虛擬網卡接口的一端配置在網橋設備上，類似於現實中將某網卡設備用網線連接至交換機(網橋)

brctl addif <bridge> DEVICE

刪除橋設備

brctl delbr <bridge> DEVICE

刪除橋設備上的網卡接口

brctl delif <bridge> DEVICE

3.網絡名稱空間管理命令： ip netns

虛擬網絡名稱空間，用於隔離網絡，可以理解爲虛擬路由器

Usage: ip netns list
       ip netns add NET_NAMESPACE

指定在某個 NET_NAMESPACE (網絡名稱空間) 中執行某個 COMMAND

ip netns exec NET_NAMESPACE COMMAND

構建虛擬網絡過程演示

虛擬機與虛擬路由器連接通信演示

創建一對虛擬網卡接口設備

ip link add vethx.1 type veth peer name vethx.2
ip link show
#
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT qlen 1
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast master br0 state UP mode DEFAULT qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:99:ea:72 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3: vethx.2@vethx.1: <BROADCAST,MULTICAST,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT qlen 1000
    link/ether b2:43:00:1a:41:cf brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
4: vethx.1@vethx.2: <BROADCAST,MULTICAST,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT qlen 1000
    link/ether 2e:d1:5d:79:3f:b6 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

創建虛擬路由器

ip netns add router1
ip netns list --all
#
router1

將虛擬網卡接口的一端配置在虛擬路由上

ip link set dev vethx.2 netns router1
ip link show
#
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT qlen 1
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast master br0 state UP mode DEFAULT qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:99:ea:72 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3: vethx.1@if6: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT qlen 1000
    link/ether 2e:d1:5d:79:3f:b6 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0

指定在 router1 (網絡名稱空間) 中執行 ifconfig -a 命令

ip netns exec router1 ifconfig -a
#
lo: flags=8<LOOPBACK>  mtu 65536
        loop  txqueuelen 1  (Local Loopback)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

vethx.2: flags=4098<BROADCAST,MULTICAST>  mtu 1500
        ether b2:43:00:1a:41:cf  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

將虛擬網絡名稱空間 router1 中的網絡接口 vethx.2 配置一個 IP 地址並查看結果

ip netns exec router1 ifconfig vethx.2 10.0.0.1/24 up
ip netns exec router1 ifconfig
#
vethx.2: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 10.0.0.2  netmask 255.255.255.0  broadcast 10.0.0.255
        inet6 fe80::b043:ff:fe1a:41cf  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether b2:43:00:1a:41:cf  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 8  bytes 648 (648.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 8  bytes 648 (648.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

給 vethx.1 網絡接口配置 IP 地址並查看結果

ifconfig vethx.1 10.0.0.2/24 up
ifconfig vethx.1
#
vethx.1: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 10.0.0.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 10.0.0.255
        inet6 fe80::2cd1:5dff:fe79:3fb6  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 2e:d1:5d:79:3f:b6  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 8  bytes 648 (648.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 8  bytes 648 (648.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

某個虛擬機與虛擬路由器通過 vethx.1 與 vethx.2 這對網絡接口連接，虛擬機與路由器間可以通信了

ping 10.0.0.2
#
PING 10.0.0.2 (10.0.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.0.0.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.058 ms
64 bytes from 10.0.0.2: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.067 ms
^C
--- 10.0.0.2 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1000ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.058/0.062/0.067/0.009 ms

刪除網絡接口

ip link delete vethx.1
#刪掉一個，另一個會自動消失
ip netns exec router1 ifconfig

刪除虛擬路由器

ip netns delete router1
ip netns list

一個具有 DHCP 服務的僅供內部虛擬機間通信的網絡配置演示

此實驗實現的網絡模型，僅供宿主機內部的虛擬機之間通信，內部虛擬機無法與宿主機通信，類似於實現了 VMware 程序中的除了 VMnet0 、VMnet1(僅主機模式) 、VMnet8(NAT模式) 之外的的其他自定義網絡通道的功能。

多臺虛擬機之間通過虛擬交換機設備(網絡橋設備)通信，其中一臺虛擬機提供 DHCP 網絡服務

創建、激活並查看網絡橋設備

brctl addbr br-int
ifconfig br-int up
ifconfig
#
br-int: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet6 fe80::fc47:88ff:fed1:2c42  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether fe:47:88:d1:2c:42  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 7  bytes 578 (578.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

配置虛擬機的虛擬網卡並將虛擬網卡連接至虛擬交換機，啓動虛擬機

兩個虛擬機需要預先安裝好操作系統並設置硬盤啓動

創建關聯虛擬交換機的腳本

vim /etc/qemu-ifup
#!/bin/bash
#

bridge=br-int

if [ -n "$1" ];then
        ip link set $1 up
        sleep 1
        brctl addif $bridge $1
        [ $? -eq 0 ] && exit 0 || exit 1
else
        echo "No interface specified."
        exit 2
fi

配置網絡並啓動第一個虛擬機 C1 進程

qemu-kvm -name c1 -m 256 -cpu host -smp 2,cores=2,sockets=1 -drive file=/vms/centos/cts1.img,if=virtio,media=disk,cache=writeback,format=qcow2 -drive file=/vms/ISOs/CentOS-7-x86_64-Minimal-1511.iso,media=cdrom -boot order=cd -net nic,model=virtio,macaddr=52:54:00:00:00:01 -net tap,script=/etc/qemu-ifup -vnc :0 -daemonize

配置網絡並啓動第二個虛擬機 C2 進程

第二臺虛擬機需要修改：名稱、磁盤映像文件、網卡接口的MAC地址、VNC的監聽端口

qemu-kvm -name c2 -m 256 -cpu host -smp 2,cores=2,sockets=1 -drive file=/vms/centos/cts2.img,if=virtio,media=disk,cache=writeback,format=qcow2 -drive file=/vms/ISOs/CentOS-7-x86_64-Minimal-1511.iso,media=cdrom -boot order=cd -net nic,model=virtio,macaddr=52:54:00:00:00:02 -net tap,script=/etc/qemu-ifup -vnc :1 -daemonize

查看虛擬機運行狀態

ps aux | grep qemu
#
root       7623  1.8 13.6 729268 277352 ?       Sl   16:23   0:20 qemu-kvm -name c1 -m 256 -cpu host -smp 2,cores=2,sockets=1 -drive file=/vms/centos/cts1.img,if=virtio,media=disk,cache=writeback,format=qcow2 -drive file=/vms/ISOs/CentOS-7-x86_64-Minimal-1511.iso,media=cdrom -boot order=cd -net nic,model=virtio,macaddr=52:54:00:00:00:01 -net tap,script=/etc/qemu-ifup -vnc :0 -daemonize
root       7881  0.7  5.6 831664 115776 ?       Sl   16:31   0:04 qemu-kvm -name c2 -m 256 -cpu host -smp 2,cores=2,sockets=1 -drive file=/vms/cirros/cirros2.img,if=virtio,media=disk,cache=writeback,format=qcow2 -net nic,model=virtio,macaddr=52:54:00:00:00:02 -net tap,script=/etc/qemu-ifup -vnc :1 -daemonize

ss -tunl
#
Netid State      Recv-Q Send-Q Local Address:Port       Peer Address:Port              
udp   UNCONN     0      0      *   %virbr0:67           *:*                  
tcp   LISTEN     0      1        *:5900                 *:*
tcp   LISTEN     0      1        *:5901                 *:*

ifconfig
#
br-int: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet6 fe80::30a5:70ff:fe37:bca7  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 46:53:ba:f9:9e:2e  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 160  bytes 25492 (24.8 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 8  bytes 648 (648.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
tap0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet6 fe80::a41f:2ff:fe60:c47d  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether a6:1f:02:60:c4:7d  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 151  bytes 26298 (25.6 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 17  bytes 2082 (2.0 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

tap1: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet6 fe80::4453:baff:fef9:9e2e  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 46:53:ba:f9:9e:2e  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 9  bytes 1434 (1.4 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 98  bytes 16644 (16.2 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

使用命令 “vncviewer :0” 連接至虛擬機 C1

ifconfig ens33 10.0.0.1/24 up

使用命令 “vncviewer :1” 連接至虛擬機 C2

ifconfig ens33 10.0.0.2/24 up

兩臺主機間通信

ping 10.0.0.2

僅主機網絡通信模型的實現

在以上實驗的基礎上，給網橋設備一個相同分段的 IP 地址，可以實現僅主機網絡模式，即：宿主機可以和運行與其上虛擬機通信

虛擬設備 br-int 原來工作在OSI七層模型中的二層——數據鏈路層，當分配了IP地址後，br-int 設備工作在三層——網絡層，br-int 在未分配IP地址前，可以理解爲一個虛擬交換機設備，分配IP地址後，具備了虛擬路由器的功能。

爲虛擬機之間的虛擬交換機設備配置一個同網段的IP地址

ifconfig br-int 10.0.0.254/24 up
[root@localhost cirros]# ifconfig br-int
#
br-int: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 10.0.0.254  netmask 255.255.255.0  broadcast 10.0.0.255
        inet6 fe80::30a5:70ff:fe37:bca7  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 46:53:ba:f9:9e:2e  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 416  bytes 67220 (65.6 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 8  bytes 648 (648.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

實現宿主機與虛擬機通信

ping 10.0.0.1
ping 10.0.0.2

* NAT 網絡通信模型*的實現

在“僅主機”網絡模型的基礎上，添加 iptables 的 nat 規則（SNAT 或 DNAT），即可以實現NAT網絡模式，即：宿主機作爲運行與其上虛擬機的正向代理，將公網上的通信請求轉發至對應的虛擬機，而虛擬機以宿主機的身份向公網發出通信請求。

本實驗旨在訪問宿主機上運行的虛擬機的ssh服務，因爲宿主機(172.16.50.18)也提供了ssh服務，所以需要做端口映射

將虛擬機 C1 ，C2 的網關指向 br-int 設備的 IP 地址

route add default gw 10.0.0.254

啓用宿主機系統的核心轉發功能

sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
#
net.ipv4.ip_forward = 1

配置 iptables 的 SNAT 規則

需要進行IP地址和端口映射

iptables -t nat -A PREROUTING -d 172.16.50.18 -p tcp --dport 22922 -j DNAT --to-destination 10.0.0.1:22

iptables -t nat -vnL
#結果爲
Chain PREROUTING (policy ACCEPT 257 packets, 38061 bytes)
 pkts bytes target     prot opt in     out     source       destination         
    0     0 DNAT       tcp  --  *      *       0.0.0.0/0    172.16.50.18    tcp dpt:22922 to:10.0.0.1:22

在某一臺遠程主機上使用ssh連接至 C1 虛擬機

ssh -p 22922 root@172.16.50.18

如果要連接另一臺虛擬機，可以定義另一個端口。

配置內部網絡的 DHCP 服務

在宿主機上安裝dnsmasq程序

yum install dnsmasq dnsmasq

在宿主機上創建一對虛擬網卡接口設備，一端配置在 br-int 設備上，

ip link add vethy.1 type veth peer name vethy.2


ifconfig vethy.1 up 


brctl addif br-int vethy.1


ip netns add dhcpsrv
ip link set dev vethy.2 netns dhcpsrv


ip netns exec dhcpsrv ifconfig -a
ip netns exec dhcpsrv ifconfig vethy.2 10.0.0.253/24 up
ip netns exec dhcpsrv ifconfig


ip netns exec dhcpsrv dnsmasq -F 10.0.0.20,10.0.0.100 -o 3,10.0.0.254
ip netns exec dhcpsrv ps aux | grep dnsmasq

重啓虛擬機，查看狀態

ifconfig
route -n

兩臺宿主機之上的虛擬機之間通信

可採用將兩臺宿主機橋接的方式

如果不想將宿主機之上的虛擬機暴露於公網之中，需要使用疊加網絡模型（隧道網絡）。

KVM — 虛擬網絡構建

KVM — 虛擬網絡構建

構架虛擬網絡的基本組件相關命令

1.虛擬網卡接口管理命令： ip link

2.網絡橋設備管理命令： brctl

3.網絡名稱空間管理命令： ip netns

構建虛擬網絡過程演示

虛擬機與虛擬路由器連接通信演示

一個具有 DHCP 服務的僅供內部虛擬機間通信的網絡配置演示

僅主機網絡通信模型的實現

* NAT 網絡通信模型*的實現

配置內部網絡的 DHCP 服務

兩臺宿主機之上的虛擬機之間通信

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MySQL 複製架構之雙主模型

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linux以太網驅動總結

KVM — 虛擬網絡構建

KVM — 虛擬網絡構建

構架虛擬網絡的基本組件相關命令

1.虛擬網卡接口管理命令 ： ip link

2.網絡橋設備管理命令 ： brctl

3.網絡名稱空間管理命令 ： ip netns

構建虛擬網絡過程演示

虛擬機與虛擬路由器連接通信演示

一個具有 DHCP 服務的僅供內部虛擬機間通信的網絡配置演示

僅主機網絡通信模型的實現

* NAT 網絡通信模型*的實現

配置內部網絡的 DHCP 服務

兩臺宿主機之上的虛擬機之間通信

1.虛擬網卡接口管理命令： ip link

2.網絡橋設備管理命令： brctl

3.網絡名稱空間管理命令： ip netns