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Linux 网络虚拟化ip netns

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发表于 2019-6-21 15:02:52 | 显示全部楼层 |阅读模式

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x

netns 可以创建一个完全隔离的新网络环境,这个环境包括一个独立的网卡空间,路由表,ARP表,ip地址表,iptables等。总之,与网络有关的组件都是独立的。
1 ^, Q3 _- p1 H/ e# B
* C3 _  p' [8 t* d创建网络空间:

# ip netns add ns12 U& |, a5 D. o  k7 v9 h9 x

查看网络空间:

# ip netns list# [# ?! X7 E8 y

删除网络空间:

# ip netns del ns1% M- r0 p4 n. R) S1 J3 T; T

进入网络空间执行命令:

# ip netns exec ns1 `command`
$ ]8 v1 L; M$ Q9 z7 ]7 s. s
3 D& F3 v* ^% `1 \( ?

实例一:- v4 p% t- z/ b& S0 V
    用netns连接两个隔离环境中的虚拟机,如图:

: _  h4 ^& Z# E

    在虚拟化中有两个虚拟机网络隔离环境需要通信。

系统: centos7.2 x64

安装程序包# yum install bridge-utils libvirt libvirt-client virt-install virt-viewer net-tools -y# brctl addbr br0# brctl addbr br1# ifconfig br0 up# ifconfig br1 up
6 J8 F2 Y. R! I取消默认nat网络模式# mv /etc/libvirt/qemu/networks/default.xml /etc/libvirt/qemu/networks/default.xml_bak# systemctl start libvirtd7 k$ i0 x) ?# e* y9 I
创建虚拟机并连接至br0# virt-install --name vm1 --ram 512 --vcpus=1 --disk /images/linux/cirros-0.3.5-i386-disk-1.img --network bridge=br0,model=virtio --force --import --nographics --serial=pty --console=pty打开第二个终端创建第二个虚拟机并连接至br1# virt-install --name vm2 --ram 512 --vcpus=1 --disk /images/linux/cirros-0.3.5-i386-disk-2.img --network bridge=br1,model=virtio --force --import --nographics --serial=pty --console=pty# brctl showbridge name    bridge id        STP enabled    interfacesbr0        8000.fe54007e1861    no        vnet0br1        8000.fe5400be1885    no        vnet1* C6 k7 R; T" T4 V7 g

到此,虚拟机已经连接上各自的桥设备了。完成如图:


9 N2 M" M; ?+ A. [+ N创建虚拟网络空间:# ip netns add ns1# ip netns listns1
# p9 A+ l: X, `4 i

接下来创建一张虚拟网卡,虚拟网卡分为前半段和后半段,我们将前半段添加到br0中,并将后半段添加到虚拟网络空间中,这样br0桥设备中主机就能够连接到虚拟网络空间中。

# ip link add net-in type veth peer name net-out# ifconfig net-in up# ifconfig net-out up! C- I) T- J: G# v

将net-in虚拟网卡添加到br0中,将net-out虚拟网卡添加到ns1中

# brctl addif br0 net-in查看是否添加成功# brctl show br0bridge name    bridge id        STP enabled    interfacesbr0        8000.46c7e9d2c0fa    no            net-in                                        vnet0
# ]3 J" j9 l- O3 d4 Y6 O/ p6 l将net-out添加到ns1中,并重命名为eth0# ip link set dev net-out name eth0 netns ns1$ {7 [  j- O! \- {
查看是否添加成功# ip netns exec ns1 ifconfig -aeth0: flags=4098<BROADCAST,MULTICAST>  mtu 1500        ether a2:07:dc:ba:35:a2  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 0lo: flags=8<LOOPBACK>  mtu 65536        loop  txqueuelen 0  (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# ip netns exec ns1 ifconfig lo up9 |2 I1 ?" z  c  ?9 Q) T7 J

现在vm1 --> br0 --> ns1 网络做通了,完成如下图:


5 ~- Y! ^4 h7 o& y3 T" }! I

同理,和上面操作一样。

# ip link add net1-in type veth peer name net1-out# ifconfig net1-in up# ifconfig net1-out up# brctl addif br1 net1-in# brctl show br1bridge name    bridge id        STP enabled    interfacesbr1        8000.1291a963b290    no        net1-in                            vnet1# ip link set dev net1-out name eth1 netns ns13 ]4 o  v/ F! j* S# {: `
% N& ]( \6 h! E
# ip netns exec ns1 ifconfig
-aeth0: flags=4098<BROADCAST,MULTICAST>  mtu 1500        ether a2:07:dc:ba:35:a2  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 0eth1: flags=4098<BROADCAST,MULTICAST>  mtu 1500        ether 02:d4:3c:7d:3b:2e  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 0lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>        loop  txqueuelen 0  (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
  i" p, B/ F6 v$ G$ m9 X0 G$ ?* I3 u

ip地址配置如下:
& u& n; C- d5 x# \+ k
* O. m$ H3 Q% P' M- V) @" Gvm1 - eth0 : 192.168.1.2! a" Q% V+ {' J" S( }2 U6 S* r
ns1 - eth0 : 192.168.1.1( _% X$ ?0 x% i. j2 t
+ U  r  u2 P  L% e' b+ t) _
vm2 - eth0 : 172.168.10.2+ ^+ h, d, f# I- V/ P8 A! X# W
ns1 - eth0 : 172.168.10.1

记住:当宿主机开启了网络转发功能,虚拟网络空间才会开启,在以上场景中,必须开启网络转发功能。

# sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1net.ipv4.ip_forward = 1
0 a" ^/ P: O5 p# F/ o% {3 }) o7 C7 T/ s

vm1 - eth0 网络配置如下:

# ifconfig lo up # ifconfig eth0 192.168.1.2/24 up# ifconfig eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 52:54:00:7E:18:61            inet addr:192.168.1.2  Bcast:192.168.1.255  Mask:255.255.255.0          inet6 addr: fe80::5054:ff:fe7e:1861/64 Scope:Link          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1          RX packets:8 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0          TX packets:2 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0          collisions:0 txqueuelen:1000           RX bytes:648 (648.0 B)  TX bytes:168 (168.0 B)lo        Link encap:Local Loopback            inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0          inet6 addr: ::1/128 Scope:Host          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:16436  Metric:1          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0          collisions:0 txqueuelen:0           RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B); z' Q0 g( ?) r

ns1 - eth0 网络配置如下:

# ip netns exec ns1 ifconfig lo up# ip netns exec ns1 ifconfig eth0 192.168.1.1/24 up# ip netns exec ns1 ifconfig eth0eth0: flags=4099<UP,BROADCAST,MULTICAST>  mtu 1500        inet 192.168.1.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.1.255        ether a2:07:dc:ba:35:a2  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
, j/ ?- L' B; p: l7 ?% |# Q% L1 w3 f# L0 }" T

vm2 - eth0 网络配置如下:

# ifconfig lo up# ifconfig eth0 172.168.10.2/24 up# ifconfig eth0eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 52:54:00:BE:18:85            inet addr:172.168.10.2  Bcast:172.168.255.255  Mask:255.255.0.0          inet6 addr: fe80::5054:ff:febe:1885/64 Scope:Link          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1          RX packets:8 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0          TX packets:2 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0          collisions:0 txqueuelen:1000           RX bytes:648 (648.0 B)  TX bytes:168 (168.0 B)6 x1 I7 Y/ |% E) g5 S
$ d9 f  ]0 g/ J" l6 }) @

ns1 - eth1 网络配置如下:

# ip netns exec ns1 ifconfig eth1 172.168.10.1/24 up# ip netns exec ns1 ifconfig eth1eth1: flags=4099<UP,BROADCAST,MULTICAST>  mtu 1500        inet 172.168.10.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 172.168.10.255        ether 02:d4:3c:7d:3b:2e  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/ {7 U. X$ b5 ?1 W* a: ]+ i# M
- D% ^/ Y2 S6 ~$ }! Y

为虚拟机指定路由:

vm1 :# ping 192.168.1.1 -c1PING 192.168.1.1 (192.168.1.1): 56 data bytes64 bytes from 192.168.1.1: seq=0 ttl=64 time=0.811 ms--- 192.168.1.1 ping statistics ---1 packets transmitted, 1 packets received, 0% packet lossround-trip min/avg/max = 0.811/0.811/0.811 ms# ip route add default via 192.168.1.1
. }$ q, t- y8 ]7 F/ H  E7 N' c; w

注意:如果ping不通,请检查链路上的网卡状态是否是up状态。

vm2 :# ping  172.168.10.1 -c1PING 172.168.10.1 (172.168.10.1): 56 data bytes64 bytes from 172.168.10.1: seq=0 ttl=64 time=2.385 ms--- 172.168.10.1 ping statistics ---1 packets transmitted, 1 packets received, 0% packet lossround-trip min/avg/max = 2.385/2.385/2.385 ms添加默认路由# ip route add default via 172.168.10.1
, n( w. t& b) g9 W
' L, L/ g2 Y) t8 Z% p2 e

接下来,使用ping测试。

vm1 - eth0 : 192.168.1.2  --> ns1 - eth1 : 172.168.10.1# ping 172.168.10.1 -c1PING 172.168.10.1 (172.168.10.1): 56 data bytes64 bytes from 172.168.10.1: seq=0 ttl=64 time=0.426 ms--- 172.168.10.1 ping statistics ---1 packets transmitted, 1 packets received, 0% packet lossround-trip min/avg/max = 0.426/0.426/0.426 ms能够达到ns1 eth1网卡,说明ns1从eth0 - 192.168.10.1 转发到了 172.168.10.1vm1 - eth0 : 192.168.1.2  --> vm2 - eth0 : 172.168.10.25 b7 B* B( o5 w* i7 M

" q' A! z1 k' d7 h' c5 X
5 x& Z. \" d! A, x

这样,就完成了在宿主机中,两个虚拟主机隔离模式的通信。

; p1 o" t/ f- E/ i5 a- r% r5 u% \* r
* t( @$ V. ~; @

实例二:


5 x1 m0 T0 U+ g" ~# C- a


3 e% D1 k/ `7 j9 U    说明:宿主机中两组隔离模型,其中只有一组可以访问公网

接下来,在模式一的基础上进行修改:) k. a5 ?$ J& X7 W1 ?0 A
/ y- O$ ~0 y, }  I, b" H

# ip netns del ns1! W+ i1 j: O' E  J" j* g7 A


$ Q' N; w4 e" P, D; o删除虚拟网络空间模式,所有和虚拟网络空间有关的虚拟网卡都会被删除。

现在的模式如下:


  Q% b0 U  ~6 V" O

vm1: 192.168.1.2/24& g$ a; [% a( X
vm2: 192.168.1.2/24
; W+ [4 K" L0 e1 g3 W0 U0 vns1: 192.168.1.1/243 n4 b$ ^: t/ R4 D' R, y

2 g" E8 {3 C7 V8 Q这里故意把vm1和vm2的ip设置为一样,方便我们进行测试。

添加虚拟网络空间# ip netns add ns1# ip link add net-in type veth peer name net-out# ifconfig net-in up# ifconfig net-out up4 l0 m  i7 O0 O9 v" E
添加net-in到br0,添加net-out到虚拟网络空间ns1# brctl addif br0 net-in# ip link set dev net-out name eth0 netns ns1为ns1启动网卡并配置ip地址# ip netns exec ns1 ifconfig lo up# ip netns exec ns1 ifconfig eth0 192.168.1.1 netmask 255.255.255.0 up' L+ ~/ S, p  s" @

为vm1配置网关为192.168.1.1; H5 _/ p) A2 I3 f# p8 R

3 j+ B9 j7 ^- G3 K5 S5 L创建桥设备,并将物理网卡添加到桥设备中,这里建议直接修改物理网卡配置文件

cp -a ifcfg-eno16777736 ifcfg-br-out# vim ifcfg-eno16777736 TYPE=EthernetBOOTPROTO=noneDEFROUTE=yesPEERDNS=yesPEERROUTES=yesIPV4_FAILURE_FATAL=noIPV6INIT=noNAME=eno16777736UUID=100e462e-c0d0-4271-9b5a-1c8e47ff0d03DEVICE=eno16777736ONBOOT=yesBRIDGE=br-out# vim ifcfg-br-out TYPE=BridgeBOOTPROTO=noneDEFROUTE=yesPEERDNS=yesPEERROUTES=yesIPV4_FAILURE_FATAL=noIPV6INIT=noNAME=br-outDEVICE=br-outONBOOT=yesIPADDR=10.0.0.11NETMASK=255.255.255.0GATEWAY=10.0.0.1DNS1=10.0.0.1DNS2=114.114.114.114重启下网络# systemctl restart network物理网卡添加成功# brctl show br-outbridge name    bridge id        STP enabled    interfacesbr-out        8000.000c2923e15d    no        eno16777736
& q3 k5 W7 u. F* H; e" J2 e! c) e9 q5 ?# Q. t& [

现在创建一对网卡,连接ns1和br-out


" c) X' ?  N9 ^  e" @1 _, Y# ip link add net1-in type veth peer name net1-out# ifconfig net1-in up# ifconfig net1-out up# ip link set dev net1-in name eth1 netns ns1# brctl addif br-out net1-out# brctl show br-outbridge name    bridge id        STP enabled    interfacesbr-out        8000.000c2923e15d    no        eno16777736                                        net1-out
; b* M- @0 g5 W9 W0 I' }; |8 d+ p. {$ z# r5 C5 J7 d

我真实局域网的ip为10.0.0.0/247 f" o9 x% C, f* L

/ [! G! U3 Q& r' C5 i因此添加到ns1中的eth1要配置到同网段

# ip netns exec ns1 ifconfig eth1 10.0.0.12 netmask 255.255.255.0 up% o- i. I, n' \3 u

4 v; d' m& K/ R. i1 @5 y4 z
                               
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5 v, m  ]8 z3 C3 q; d8 @$ M

能够到达网关了。$ P' ^% Y0 Y8 |& k0 j$ \% C  k

+ o4 A4 E# l( {/ D# ~( ]已实现如下:


: N, L3 l- s9 |5 N7 M3 D0 C

在ns1中添加源地址转换

# ip netns exec ns1 iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/24 ! -d 192.168.1.0/24 -j SNAT --to-source 10.0.0.12# ip netns exec ns1 ip route default via 10.0.0.1
8 x* q& s% ?( @4 i- ^2 ?; R

再次通过vm1 ping 公网ip

3 W  j' q' D- ]: M( @! p

. c0 q8 T/ M0 I# N

这样就实现了宿主机内部分网络中的主机可以访问公网,部分主机没有访问公网权限。

3 Q: M8 x8 r% G

总之,网络逻辑很重要。


3 M$ T- W. }0 R# g
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