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[操作系统]linux中的虚拟化网络模型及使用qemu


第一种隔离模型:

 

Guest1和Guest2都为虚拟机。

首先要了解在linux中的虚拟机的网卡都包含前半段和后半段,前半段在虚拟机上,后半段在宿主机上,这里以centos6为例,上图

eth0为Guest1虚拟机上的网卡,对应的后半段为vnet0,在Guest1上所有发往eth0的数据就直接发往vnet0了,也可以将vnet0看作

一块网卡

Guest1如何跟Guest2通信?

很简单在宿主机中做一个虚拟交换机,让vnet0和vnet1分别为虚拟交换机的一个接口,交换机也可叫做bridge,只要两个虚拟机网卡

的前半段的ip地址在同一个网段中,就可以相互通信了,这就是隔离模型

 

第二种路由模型:

交换机中多了virnet1网卡,将eth0和eth1的网关指向virnet1,再打开linux的核心转发功能,虚拟机就可以和外部通信了

打开核心转发功能的方法sysctl -w net.ipv4.ip_ipforward=1

 

第三种NAT模型:

 

 

在路由模型中虽然虚拟机的ip报文能够发出去跟外部通信了,但外部主机可能找不到通往虚拟机的路由却能跟宿主机通信,为了虚拟机

能得到外部主机的响应,将发出去跟外部主机通信的ip报文的源地址都转换成宿主机物理网卡的地址,这就是NAT模型,也是使用得最

多的模型

 

最后一种桥接模型:

 

在宿主机中创建一个桥设备,把宿主机的eth0放在桥上,这样Guest1上的eth0将报文发给vnet0,再直接发给宿主机上的eth0,将源

地址改为宿主机上的eth0的地址

当响应报文到达物理机上的eth0时如何判断此响应报文是发给虚拟机的还是物理机自己的?

物理机会先创建一个虚拟网卡,在物理机上打开混杂模式(无论mac地址是不是自己的都将接收响应报文),如果mac地址是自己的则转

发给虚拟网卡,如果不是自己的则转发给vnet0,这就是桥接模型,因为物理机的网卡具有桥的功能所以叫做桥接模型

 

如何在linux上创建一个桥设备?

桥设备是在内核中实现

modinfo bridge查看内核是否安装此模块

 

创建桥的命令为brctl,使用brctl -h查看命令帮助,使用brctl addbr br0就创建了一个叫br0的网络接口

 

brctl show 显示当前主机上的所有桥

 

ifconfig br0 up 激活br0接口

 

qemu-kvm net选项介绍

     nic、tap和user三种类型网络接口的属性,nic就是虚拟机网卡的前半段,而tap就是对应的后半段

net nic: 创建一个新的虚拟机网卡接口,使用方法:

    -net nic[,vlan=n][,macaddr=mac][,model=type][,name=name][,addr=addr][,vectors=v]

    创建一个新的网卡设备并连接至指定的vlan中,macaddr用于为其指定MAC地址

    model指定网卡类型,qemu可以模拟多个类型的网卡设备,如virtio,PC架构上默认的NIC为e1000,可以使用“qemu-

    kvm -net nic,model=?”来获取当前平台支持的类      

    name用于指定一个在监控时显示的网卡设备名称

 

    -net tap[,vlan=n][,name=name][,fd=h][,ifname=name][,script=file][,downscript=dfile]

    通过物理机的TAP网络接口连接至指定vlan中,ifname指定网卡后半段的名字

    虚拟机启动时,网卡的后半段不会自动添加,需要一个脚本来添加,使用script=file指定的脚本(默认为/etc/qemu-ifup)来

    配置当前网络接口,并使用downscript=file指定的脚本(默认为/etc/qemu-ifdown)来撤消接口配置,使用script=no和  

    downscript=no可分别用来禁止执行脚本

 

qemu-kvm -m 128 -cpu host -smp 2 -name "first" -drive file=/root/cirros-no_cloud-0.3.0-x86_64-disk.img,if=virtio,media=disk,format=qcow2,cache=writeback -nographic -net nic -net tap,ifname=vnet0.0,script=no

启动一个虚拟机,不指定tap脚本

 

回到物理机上执行ifconfig -a

 

虚拟机网卡后半段被自动添加了,但因为没有指定脚本而没有生效

启动脚本示例:vim /etc/qemu-ifup

  #!/bin/bash  #  bridge=br0  if [ -n "$1" ]; then    ip link set $1 up    sleep 1    brctl addif $bridge $1  [ $? -eq 0 ] && exit 0 || exit 1    else    echo "Error: no interface specified."  exit 1  fi

qemu-kvm会自动把虚拟机网卡的后半段的名字当作参数传递给此脚本

 

关闭脚本示例:vim /etc/qemu-ifdown

  #!/bin/bash  #  bridge=br0  if [ -n "$1" ];then    brctl delif $bridge $1    ip link set $1 down    exit 0  else    echo "Error: no interface specified."    exit 1  fi

qemu-kvm -m 128 -cpu host -smp 2 -name "first" -drive file=/root/cirros-no_cloud-0.3.0-x86_64-disk.img,if=virtio,media=disk,format=qcow2,cache=writeback -nographic -net nic -net tap,ifname=vnet0.0,script=/etc/qemu-ifup

验证:

 

vnet0.0已经被添加到物理机的桥上了    

 

再启动一个虚拟机,两个虚拟机中将网卡地址配置到同一网段,两台虚拟机就可以通信了,不过记得创建虚拟机时,指定MAC地址因

为不指定的话两台虚拟机的MAC地址是相同的,导致无法通信,配置MAC时前三位不要动固定:52:54:00后三位自己更改

例如:    

qemu-kvm -m 128 -cpu host -smp 2 -name "first" -drive file=/root/cirros-no_cloud-0.3.0-x86_64-disk.img,if=virtio,media=disk,format=qcow2,cache=writeback -nographic -net nic,macaddr=52:54:00:11:22:33 -net tap,ifname=vnet0.0,script=/etc/qemu-ifup    

到此一个隔离模型的虚拟网络就创建完成了