kvm虚拟化网络管理（5）

2023-10-03 10:55:16

一、Linux Bridge网桥管理

网络虚拟化是虚拟化技术中最复杂的部分，也是非常重要的资源。

第一节中我们创建了一个名为br0的linux-bridge网桥，如果在此网桥上新建一台vm，如下图：

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VM2 的虚拟网卡 vnet1 也连接到了 br0 上。 现在 VM1 和 VM2 之间可以通信，同时 VM1 和 VM2 也都可以与外网通信。

查看网络状态：

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用brctl show 显示当前网桥连接状态：

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brctl命令详解：

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二、VLAN介绍

　　LAN 表示 Local Area Network，本地局域网，通常使用 Hub 和 Switch 来连接 LAN 中的计算机。一般来说，两台计算机连入同一个 Hub 或者 Switch 时，它们就在同一个 LAN 中。
　　一个 LAN 表示一个广播域。 其含义是：LAN 中的所有成员都会收到任意一个成员发出的广播包。
　　VLAN 表示 Virtual LAN。一个带有 VLAN 功能的switch 能够将自己的端口划分出多个 LAN。计算机发出的广播包可以被同一个 LAN 中其他计算机收到，但位于其他 LAN 的计算机则无法收到。 简单地说，VLAN 将一个交换机分成了多个交换机，限制了广播的范围，在二层将计算机隔离到不同的 VLAN 中。
　　比方说，有两组机器，Group A 和 B，我们想配置成 Group A 中的机器可以相互访问，Group B 中的机器也可以相互访问，但是 A 和 B 中的机器无法互相访问。 一种方法是使用两个交换机，A 和 B 分别接到一个交换机。 另一种方法是使用一个带 VLAN 功能的交换机，将 A 和 B 的机器分别放到不同的 VLAN 中。

　　VLAN 的隔离是二层上的隔离，A 和 B 无法相互访问指的是二层广播包（比如 arp）无法跨越 VLAN 的边界。但在三层上（比如IP）是可以通过路由器让 A 和 B 互通的。
　　现在的交换机几乎都是支持 VLAN 的。 通常交换机的端口有两种配置模式： Access 和 Trunk。如下图

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Access 口
　　这些端口被打上了 VLAN 的标签，表明该端口属于哪个 VLAN。 不同 VLAN 用 VLAN ID 来区分，VLAN ID 的 范围是 1-4096。 Access 口都是直接与计算机网卡相连的，这样从该网卡出来的数据包流入 Access 口后就被打上了所在 VLAN 的标签。 Access 口只能属于一个 VLAN。
Trunk 口
　　假设有两个交换机 A 和 B。 A 上有 VLAN1（红）、VLAN2（黄）、VLAN3（蓝）；B 上也有 VLAN1、2、3，那如何让 AB 上相同 VLAN 之间能够通信呢？
办法是将 A 和 B 连起来，而且连接 A 和 B 的端口要允许 VLAN1、2、3 三个 VLAN 的数据都能够通过。这样的端口就是Trunk口了。 VLAN1, 2, 3 的数据包在通过 Trunk 口到达对方交换机的过程中始终带着自己的 VLAN 标签。

三、Linux Bridge实现Vlan的原理

KVM 虚拟化环境下实现 VLAN 架构，如下图

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　　eth0 是宿主机上的物理网卡，有一个命名为 eth0.10 的子设备与之相连。 eth0.10 就是 VLAN 设备了，其 VLAN ID 就是 VLAN 10。 eth0.10 挂在命名为 brvlan10 的 Linux Bridge 上，虚机 VM1 的虚拟网卡 vent0 也挂在 brvlan10 上。

　　这样的配置其效果就是： 宿主机用软件实现了一个交换机（当然是虚拟的），上面定义了一个 VLAN10。 eth0.10，brvlan10 和 vnet0 都分别接到 VLAN10 的 Access口上。而 eth0 就是一个 Trunk 口。VM1 通过 vnet0 发出来的数据包会被打上 VLAN10 的标签。
eth0.10 的作用是：定义了 VLAN10
brvlan10 的作用是：Bridge 上的其他网络设备自动加入到 VLAN10 中

增加一个 VLAN20，如下图

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　　这样虚拟交换机就有两个 VLAN 了，VM1 和 VM2 分别属于 VLAN10 和 VLAN20。

　　对于新创建的虚机，只需要将其虚拟网卡放入相应的 Bridge，就能控制其所属的 VLAN。
　　VLAN 设备总是以母子关系出现，母子设备之间是一对多的关系。 一个母设备（eth0）可以有多个子设备（eth0.10，eth0.20 ……），而一个子设备只有一个母设备。

四、Linux Bridge实现Vlan

1、查看核心是否提供VLAN功能

[root@ren11 ~]# dmesg | grep -i 802

或者检查/proc/net/vlan目录是否存在；如果没有提供VLAN功能，/proc/net/vlan目录是不存在的。

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如果8021q模块没有载入系统，则可以通过使用modprobe模组命令载入802.1q模组，并利用lsmod命令确认模组是否已经载入到核心内。

[root@ren11 ~]# modprobe 8021q
[root@ren11 ~]# lsmod | grep 8021q

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设置开机载入8021q模块（可选）
在/etc/sysconfig/modules下增加一个8021q.modules文件，文件内容为modprobe 8021q

vim /etc/sysconfig/modules/8021q.modules
modprobe 8021q

2、安装用于查看VLAN配置的工具---vconfig

提前装备好vconfig-1.9-16.el7.x86_64.rpm

[root@ren11 ~]# rpm -ivh vconfig-1.9-16.el7.x86_64.rpm

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3、创建VLAN接口

（1）创建vlan接口前，在设备上添加一块网卡ens37。

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（2）网络配置如图：

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注意：将BOOTPROTO=static

（3）基于网卡ens37建立vlan10，vlan20接口：ens37.10，ens37.20：

vconfig add ens37 10
vconfig add ens37 20

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vconfig命令：

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（4）创建ens37.10接口配置文件

[root@ren11 ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/
[root@ren11 network-scripts]# cp ifcfg-ens37 ifcfg-ens37.10
[root@ren11 network-scripts]# vim ifcfg-ens37.10 
VLAN=yes
TYPE=vlan
PHYSDEV=ens37
VLAN_ID=10
NAME=ens37.10
ONBOOT=yes
ZONE=trusted
DEVICE=ens37.10
BRIDGE=brvlan-10

（5）创建ens37.20接口配置文件

[root@ren11 network-scripts]# cp ifcfg-ens37.10 ifcfg-ens37.20
[root@ren11 network-scripts]# vim ifcfg-ens37.20 
VLAN=yes
TYPE=vlan
PHYSDEV=ens37
VLAN_ID=20
NAME=ens37.20
ONBOOT=yes
ZONE=trusted
DEVICE=ens37.20
BRIDGE=brvlan-20

4、分别建立网桥brvlan-10，brvlan-20

brctl addbr brvlan-10
brctl addbr brvlan-20

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5、编辑网桥brvlan-10和brvlan-20配置文件：

#vim ifcfg-brvlan-10
TYPE=bridge
BOOTPROTO=static
NAME=brvlan-10
DEVICE=brvlan-10
ONBOOT=yes
#vim ifcfg-brvlan-20
TYPE=bridge
BOOTPROTO=static
NAME=brvlan-20
DEVICE=brvlan-20
ONBOOT=yes

6、将网桥brvlan-10接到网口ens37.10，brvlan-20接到网口ens37.20

brctl addif brvlan-10 ens34.10
brctl addif brvlan-20 ens34.20

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7、重新启动网络服务

systemctl restart network
[root@ren11 network-scripts]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast master br0 state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:de:8b:ff brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
3: ens37: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:de:8b:09 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.6.130/24 brd 192.168.6.255 scope global noprefixroute ens37
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fede:8b09/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
5: virbr0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default qlen 1000
    link/ether 52:54:00:99:d3:26 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.122.1/24 brd 192.168.122.255 scope global virbr0
       valid_lft forever preferred_lft forever
6: virbr0-nic: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc pfifo_fast master virbr0 state DOWN group default qlen 1000
    link/ether 52:54:00:99:d3:26 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
7: vnet0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/ether fe:54:00:16:f2:bd brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet6 fe80::fc54:ff:fe16:f2bd/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
9: ens37.10@ens37: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master brvlan-10 state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:de:8b:09 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
10: ens37.20@ens37: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master brvlan-20 state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:de:8b:09 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
11: br0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:de:8b:ff brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.11.11/24 brd 192.168.11.255 scope global noprefixroute br0
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fede:8bff/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
12: brvlan-10: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:de:8b:09 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet6 fe80::20c:29ff:fede:8b09/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
13: brvlan-20: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:de:8b:09 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet6 fe80::20c:29ff:fede:8b09/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

五、vlan模式测试虚机

先将NetworkManager服务关闭
1、在宿主机中已经提前创建好了虚机 VM1
在 virt-manager 中将 VM1 的虚拟网卡挂到 brvlan-10 上

（2）从VM1克隆一台虚机VM2
virst-clone -o vm1 -n vm2 -f /var/lib/libvirt/images/vm2.qcow2

（3）启动VM1和VM2，并配置ip
（4）查看 Bridge，发现 brvlan10 已经连接了 vnet0 vnet1设备。

 

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