kvm网络虚拟化（vlan，bond，vlan+bond）（3）

2022-09-07 22:25:21

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。

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：

brct的一些常用命令：

[root@localhost network-scripts]# brctl --help

Usage: brctl [commands]

commands:

    addbr         <bridge>        #增加网桥

    delbr         <bridge>         #删除网桥

    addif         <bridge> <device>    #连接网口与网桥

    delif         <bridge> <device>    删除网口与网桥的链接

    show          [ <bridge> ]

[root@localhost network-scripts]#

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

　　Access 口（封装在一个vlan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（任何vlan口都可以通过）
　　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原理

KVM 虚拟化环境下实现 VLAN 架构，如下图

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

如图ens37充当交换机的角色，添加两个网口ens37.10和ens37.20 ，再网口上分别添加上brvlan-10和brvlan-20的网桥，然后分别连接上电脑。

可以发现在不同vlan口的两台电脑无法ping通，就实现了在同一局域网内限制互相通信的功能，这在企业中有着很实际的应用。

如果有需求连接外网的话可以另外添加网卡。

四、Linux Bridge实现Vlan

（1）查看核心是否提供VLAN 功能，执行

# dmesg | grep -i 802

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

[root@localhost network-scripts]# cd /proc/net/vlan

[root@localhost vlan]# ls

br1.10  br1.20  config　　　　　　　　#此目录下保存在创建的网桥等内容

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，

並且利用lsmod命令确认模组是否已经载入到核心内。

# modprobe 8021q　　　　　　　　　　#加载

[root@localhost ~]# lsmod | grep 8021q
8021q 33208 0
garp 14384 1 8021q
mrp 18542 1 8021q　　　　

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）安装查看用于查看Vlan配置的工具————vconfig
提前上传好vconfig-1.9-16.el7.x86_64.rpm

[root@localhost ~]# yum -y localinstall vconfig

（3）创建vlan接口
创建vlan接口前，在设备上添加一块网卡ens37.

1.执行： nmtui ，进入编辑网卡界面

2.我添加了四块网卡，这里选择有线连接1默认为添加的第一个网卡。

3.更改配置名称为ens37，然后确认就添加成功了

当然也可以直接创建ifcfg-ens37的文件进行编辑配置。

4.对已经添加的ifcfg-ens37文件稍作更改

ip获取方式改为static，其他不动

4）在ens37网卡的基础之上建立ens37.10和ens37.20网口。

vconfig add 网卡 vid

[root@localhost network-scripts]# vconfig add ens37 10

Added VLAN with VID == 10 to IF -:ens37:-

[root@localhost network-scripts]# vconfig add ens37 20

Added VLAN with VID == 20 to IF -:ens37:-

5）配置ens37.10和ens37.20的文件

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-ens37 ifcfg-ens37.10

vim ifcfg-ens37.10　　　　#注意ifcfg-的前缀

VLAN=yes

TYPE=vlan

PHYSDEV=ens37

VLAN_ID=10

NAME=ens37.10

ONBOOT=yes

ZONE=trusted

DEVICE=ens37.10

BRIDGE=brvlan-10

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

6）建立brvlan-10和brvlan-20的网桥

brctl addbr bridge名

[root@localhost network-scripts]# brctl addbr brvlan-10

[root@localhost network-scripts]# brctl addbr brvlan-20

7）配置添加网桥的配置文件

编辑网桥brvlan-10配置文件：

#vim ifcfg-brvlan-10

TYPE=bridge
BOOTPROTO=static

NAME=brvlan-10

DEVICE=brvlan-10

ONBOOT=yes

编辑网桥brvlan-20配置文件：

#vim ifcfg-brvlan-20

TYPE=bridge
BOOTPROTO=static

NAME=brvlan-20

DEVICE=brvlan-20

ONBOOT=yes

然后查看网桥连接状态

brctl show

[root@localhost network-scripts]# brctl show

bridge name    bridge id    STP enabled    interfaces

br0    8000.000c29e7d62c    no    ens33

brvlan-10    8000.000000000000    no

brvlan-20    8000.000000000000    no

virbr0    8000.5254001b9b1c    yes    virbr0-nic

8) 将网桥brvlan-10接到ens37.10口brvlan-20接到ens37.20上

[root@localhost network-scripts]# brctl addif brvlan-10 ens37.10

[root@localhost network-scripts]# brctl addif brvlan-20 ens37.20

9）再次查看

[root@localhost network-scripts]# brctl show

bridge name    bridge id        STP enabled    interfaces

br0        8000.000c29e7d62c    no        ens33

brvlan-10        8000.000c29e7d636    no        ens37.10

brvlan-20        8000.000c29e7d636    no        ens37.20

virbr0        8000.5254001b9b1c    yes        virbr0-nic

10）重启网卡，查看网卡状态

如下图：

可以看到配置的网卡和网桥都成功显示并且是up状态

有时候状态为down而不是up

可以尝试重启或者进入nmtui界面激活。

[root@localhost network-scripts]# ifconfig

br0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500

        inet 192.168.253.165  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.253.255

        inet6 fe80::20c:29ff:fee7:d62c  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>

        ether 00:0c:29:e7:d6:2c  txqueuelen 1000  (Ethernet)

        RX packets 56  bytes 3902 (3.8 KiB)

        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0

        TX packets 82  bytes 13996 (13.6 KiB)

        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

brvlan-10: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500

        inet6 fe80::3c:ecff:fe3f:388a  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>

        ether 02:3c:ec:3f:38:8a  txqueuelen 1000  (Ethernet)

        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)

        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0

        TX packets 8  bytes 656 (656.0 B)

        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

brvlan-20: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500

        inet6 fe80::9087:b7ff:fe9b:28c8  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>

        ether 92:87:b7:9b:28:c8  txqueuelen 1000  (Ethernet)

        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)

        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0

        TX packets 8  bytes 656 (656.0 B)

        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

ens33: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500

        ether 00:0c:29:e7:d6:2c  txqueuelen 1000  (Ethernet)

        RX packets 106948  bytes 147633162 (140.7 MiB)

        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0

        TX packets 30428  bytes 2175888 (2.0 MiB)

        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

ens37.10: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500

        inet6 fe80::20c:29ff:fee7:d636  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>

        ether 00:0c:29:e7:d6:36  txqueuelen 1000(Ethernet)

        RX packets 0  bytes 0(0.0 B)

        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0

        TX packets 16  bytes 1312(1.2KiB)

        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

ens37.20: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500

        inet6 fe80::20c:29ff:fee7:d636  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>

        ether 00:0c:29:e7:d6:36  txqueuelen 1000(Ethernet)

        RX packets 0  bytes 0(0.0 B)

        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0

        TX packets 16  bytes 1312(1.2KiB)

        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

virbr0: flags=4099<UP,BROADCAST,MULTICAST>  mtu 1500

        inet 192.168.122.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.122.255

        ether 52:54:00:1b:9b:1c  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

vnet1: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500

        inet6 fe80::fc54:ff:fef8:ca47  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>

        ether fe:54:00:f8:ca:47  txqueuelen 1000(Ethernet)

        RX packets 638  bytes 50738(49.5KiB)

        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0

        TX packets 1641  bytes 128613(125.5KiB)

        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

11）来到图形化界面

启动两个虚拟机vm1和vm2

vm1选择网桥brvlan-10和ens37.10口，启动

vm2选择网桥brvlan-20和ens37.20接口，启动

12）进入虚拟机后配置一个ip地址，与另一台相同网段

2.ipv4选择手动配置，然后激活。

3、重新启动网卡，vm2同理。

4、在vm1上执行：

ping 192.168.75.5

可以看到无法连通，说明vlan实验成功！！

13）如果有需要让两台虚拟机通信的话可以改为同一个网桥网口。

如果有连通外网的需求的话可以添加一个网卡ens33，网桥为br0

六、网卡配置bond（绑定）

（1）网卡bond（绑定），也称作网卡捆绑。就是将两个或者更多的物理网卡绑定成一个虚拟网卡。网卡是通过把多张网卡绑定为一个逻辑网卡，实现本地网卡的冗余，带宽扩容和负载均衡，在应用部署中是一种常用的技术。

多网卡绑定实际上需要提供一个额外的软件的bond驱动程序实现。通过驱动程序可以将多块网卡屏蔽。对TCP/IP协议层只存在一个Bond网卡，在Bond程序中实现网络流量的负载均衡，即将一个网络请求重定位到不同的网卡上，来提高总体网络的可用性。

（2）网卡绑定的目的：
1.提高网卡的吞吐量。
2.增强网络的高可用，同时也能实现负载均衡。

（3）网卡配置bond（绑定）bond模式：

1、Mode=0(balance-rr) 表示负载分担round-robin，平衡轮询策略，具有负载平衡和容错功能
bond的网卡MAC为当前活动的网卡的MAC地址，需要交换机设置聚合模式，将多个网卡绑定为一条链路。

2、Mode=1(active-backup) 表示主备模式，具有容错功能，只有一块网卡是active,另外一块是备的standby，这时如果交换机配的是捆绑，将不能正常工作，因为交换机往两块网卡发包，有一半包是丢弃的。

3、Mode=2(balance-xor) 表示XOR Hash负载分担（异或平衡策略），具有负载平衡和容错功能
每个slave接口传输每个数据包和交换机的聚合强制不协商方式配合。（需要xmit_hash_policy）。

4、Mode=3(broadcast) 表示所有包从所有interface发出，广播策略，具有容错能力，这个不均衡，只有冗余机制...和交换机的聚合强制不协商方式配合。

5、Mode=4(802.3ad) 表示支持802.3ad协议（IEEE802.3ad 动态链接聚合）和交换机的聚合LACP方式配合（需要xmit_hash_policy）。

6、Mode=5(balance-tlb) 适配器传输负载均衡，并行发送，无法并行接收，解决了数据发送的瓶颈。是根据每个slave的负载情况选择slave进行发送，接收时使用当前轮到的slave。

7、Mode=6(balance-alb) 在5的tlb基础上增加了rlb。适配器负载均衡模式并行发送，并行接收数据包。

5和6不需要交换机端的设置，网卡能自动聚合。4需要支持802.3ad。0，2和3理论上需要静态聚合方式，但实测中0可以通过mac地址欺骗的方式在交换机不设置的情况下不太均衡地进行接收。

常用的有三种：

mode=0：平衡负载模式，有自动备援，但需要”Switch”支援及设定。

mode=1：自动备援模式，其中一条线若断线，其他线路将会自动备援。

mode=6：平衡负载模式，有自动备援，不必”Switch”支援及设定。

bond驱动程序实现vlan

1.删除上文配置的ens37.10和20网口以及创建的网桥brvlan-10和20

删除网桥与网口的链接
brctl  delif  brvlan-10  ens37.10

brctl  delif  brvlan-20  ens37.20

删除网桥

brctl delbr  brvlan-10

brctl delbr  brvlan-10

删除网口

vconfig  rem ens37.10

vconfig  rem ens37.20

2.brctl show 查看连接是否被删除

ip a 查看网卡是否还显示

3.如果没有删除成功，执行 nmtui：

4.查看配置文件信息，网口和网桥文件被删除成功了。

[root@localhost network-scripts]# ls

ifcfg-br0    ifdown-isdn      ifup-bnep   ifup-routes

ifcfg-ens33  ifdown-post      ifup-eth    ifup-sit

ifcfg-ens37  ifdown-ppp       ifup-ib     ifup-Team

ifcfg-lo     ifdown-routes    ifup-ippp   ifup-TeamPort

5.接下来编辑bond配置文件（绑定4块网卡）

[root@localhost network-scripts]# vim ifcfg-ens37

[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-ens37 ifcfg-ens38

[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-ens37 ifcfg-ens39

[root@localhost network-scripts]# cp ifcfg-ens37 ifcfg-ens40

[root@localhost network-scripts]# cat ifcfg-ens37

TYPE=Ethernet

BOOTPROTO=none

DEVICE=ens37

ONBOOT=yes
MASTER=bond0

SLAVE=yes

6.然后导入模块

[root@localhost network-scripts]# modprobe bonding

7.配置bond0，设置连接网桥为br1

DEVICE=bond0

TYPE=Bond

NAME=bond0
BONDING_MASTER=yes

BOOTPROTO=static

USERCTL=no

ONBOOT=yes

BONDING_OPTS="mode=6 miimon=100"

BRIDGE=br1

8.创建网口

vconfig  add  br1 10

vconfig  add  br1 20

9.将网桥与虚拟vlan网口连接

brctl addif brvlan-10 br1.10

brctl addif brvlan-20 br1.20

10)查看网卡连接状态

[root@localhost network-scripts]# brctl show

bridge name    bridge id        STP enabled    interfaces

br0        8000.000c29e7d62c    no        ens33

br1        8000.26adea6b6ef7    no        bond0

brvlan-10        8000.000c29e7d636    no        br1.10

brvlan-20        8000.000c29e7d636    no        br1.20

virbr0        8000.5254001b9b1c    yes        virbr0-nic

和网卡状态

17: brvlan-10: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN qlen 1000

    link/ether 00:0c:29:e7:d6:36 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

    inet6 fe80::20c:29ff:fee7:d636/64 scope link

       valid_lft forever preferred_lft forever

18: brvlan-20: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN qlen 1000

    link/ether 00:0c:29:e7:d6:36 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

    inet6 fe80::20c:29ff:fee7:d636/64 scope link

       valid_lft forever preferred_lft forever

22: bond0: <BROADCAST,MULTICAST,MASTER,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master br1 state UP qlen 1000

    link/ether 26:ad:ea:6b:6e:f7 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

27: br1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP qlen 1000

    link/ether 26:ad:ea:6b:6e:f7 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

    inet 192.168.20.1/24 brd 192.168.20.255 scope global br1

       valid_lft forever preferred_lft forever

    inet 192.168.30.1/24 brd 192.168.30.255 scope global br1

       valid_lft forever preferred_lft forever

    inet 192.168.40.1/24 brd 192.168.40.255 scope global br1

       valid_lft forever preferred_lft forever

    inet 192.168.50.1/24 brd 192.168.50.255 scope global br1

       valid_lft forever preferred_lft forever

11）在图形化界面中选择虚拟网络接口

首先两台虚拟机都选择bond0接口

发现可以互相通信

12）如果需要无法通信的话

一台选择br1.10 网桥brvlan-10

另一台选择br1.20 网桥brvlan-20

码农公寓

相关文章