虚拟化一之虚拟机网络模型简介

Posted 2021-04-07 睿江云计算

虚拟机网络模型简介：

在大多数的虚拟化解决方案，如xen，kvm，VMware中使用的虚拟网络模型都包括了以下几种方式，下面我们来一一进行介绍。

桥接模型

介绍：

这种模式将物理网卡当做交换机使用，工作于混杂模式中。此时必须虚拟出一个设备，用作host的网卡。这个网卡通常称为网桥设备（一般称为br0）。在vmware中，这个网桥设备会自动创建，而在xen和kvm中，这个网桥需要手动进行创建。文章后半部分将介绍如何创建该网桥设备。其他虚拟机的虚拟网卡也接到由物理网卡虚拟成的交换机上。

工作过程：

如果网络报文的目标mac是br0的mac，则交给物理机进行网络报文处理；目标mac是虚拟网卡mac，则物理网卡接收数据后，转发数据给虚拟机。此时物理网卡相当于一台虚拟交换机。 

仅主机模型

介绍：

在host上，使用软件的方式创建虚拟交换机。各虚拟机网卡连接到虚拟交换机上。而host使用软件模拟出一张网卡（一般称为vnet0），也连接到虚拟交换机上。因此各虚拟机实例能相互通信，虚拟机和物理机能通信。但是和外部网络隔离，因为物理网卡和虚拟机交换机不连接。

工作过程：

各虚拟机的网络报文通过虚拟交换机进行通信，并且虚拟机和host之间也通过虚拟交换机通信。 

路由模型

介绍：

在仅主机的模型下，如果虚拟交换机打开转发功能，让host的虚拟网卡将虚拟机的数据转发到外界。

工作过程：

Nat模型

介绍：

在host上，使用软件的方式创建虚拟交换机，而host使用软件模拟出一张网卡（一般称为vnet8）。host通过vnet8连接到虚拟交换机中，然后host中提供nat服务器功能。

工作过程：

因此guest的网关必须指向vnet8。 

完全隔离模型：

介绍：

在host上创建虚拟交换机，只有各guest将网卡连接到虚拟交换机上。

工作过程：

类似仅主机工作模式，唯一的区别是host和各guest无法通信。仅在虚拟机内核做虚拟通道使用。

 

虚拟化场景中网卡的工作模式：

当启动一个虚拟机时，在host中会显示一张虚拟网卡。虚拟网卡和host网卡建立关联关系。实际上，虚拟网卡分成两部分，一部分在guest中，另一部分在host中。然后二者建立关联关系。如此guest和host就能互联起来，而Host中的两张虚拟网卡连接到虚拟交换机上，两个guest就能相互通信。

一般的，host中的虚拟网卡称为tap设备。

在linux上创建物理网桥：

将eth0作为虚拟交换机使用，而br0当做网桥设备，接收发往host的报文。

-注：不支持NetworkManager管理，必须将其关闭。

步骤：

1. 安装bridge-utils：

# yum install bridge-utils

2.创建br0和eth0配置文件：

# cp ifcfg-eth0 ifcfg-br0

# vim ifcfg-et0

DEVICE="eth0"

BOOTPROTO="static"

MTU="1500"

NM_CONTROLLED="no"

ONBOOT="yes"

TYPE="Ethernet"

BRIDGE="br0"

# vim ifcfg-br0

DEVICE="br0"

BOOTPROTO="static"

DNS1="114.114.114.114"

GATEWAY="192.168.89.254"

IPADDR="192.168.89.5"

MTU="1500"

NETMASK="255.255.255.0"

NM_CONTROLLED="no"

ONBOOT="yes"

TYPE="Bridge"

3. 重启网络服务：

# service network restart

可知br0已经绑定在eth0接口上。

为了避免在物理网络中出现环路，启用对生成树协议的支持：

[root@API_Server ~]# brctl stp br0 on

[root@API_Server ~]# brctl show

bridge name     bridge id     STP enabled  interfaces

br0        8000.22cd421d3c79       yes              eth0

通过命令行方式临时配置：

# brctl addbr br0

# ifconfig eth0 0 up

# brctl addif br0 eth0

# ifconfig br0 192.168.89.5 up

 提示：可通过脚本的方式，实现br0的快速创建和移除。

 

创建完毕后，使用xen或者kvm时各虚拟机就能通过br0来和外部网络通信了。

下篇文章将介绍xen的基本部署和使用，敬请期待~