华为云技术分享《跟唐老师学习云网络》 - Veth网线

Posted 2020-11-28 huaweicloud

【摘要】 学习Veth-pair的概念和作用，并实战使用Veth + Network Namespace新建了一个可以独立使用的网络命令空间，从而详细了解了一个完整的网络空间是如何搭建的过程。

1 什么是Veth-Pair

Veth是Linux中一种虚拟出来的网络设备，veth设备总是成对出现，所以一般也叫veth-pair。其作用是反转数据流方向。

例如：如果v-a和v-b是一对veth设备，v-a收到的数据会从v-b发出。相反，v-b收到的数据会从v-a发出。其实说白了，Veth就是一根“网线”，你从一头发数据，当然就从另一头收到数据了。网线的作用不就是这个么，veth也一样，把数据通过一头“复制”到另一头。

由于veth的“网线”特性，它常常充当着一个桥梁，连接着各种虚拟网络设备。常见用途是连接两个netwok namespace，或者连接Linux-Bridge、OVS 之类的。

Ps：veth的2头都直接连着网络协议栈，所以你创建一个veth对，主机上就会多2个网卡。

2 实战演练

现在用我们之前学过的 ip netns 命令来操作 一下我们创建的网络空间。

操作ns相关的输入格式为：

ip netns exec 【哪个命名空间】 【具体要执行的命令】

2.1 首先创造新空间

ip netns add tsj

这样就创造了一个新的“网络空间”，可以通过

ip netns list

命令查看，确实有了一个新的ns空间了：

tsj

但是这个时候，咱们还缺少与这个空间进行交互的通道，光有空间，没有入口。

2.2 然后创造网线

接着让我们来创造一根Veth牌网线：

命令格式是：ip link add 【网线一头名字】 type veth peer name 【网线另一头名字】

所以如下：

ip link add tsj-0 type veth peer name tsj-1

2.3 网线生效

ifconfig tsj-0 up

ifconfig tsj-1 up

（或者：ip link set tsj-0 up，看过以前的ip命令课程的，就知道这2种命令效果是一样的）

这个时候可以通过ifconfig看到这2个网卡了。

2.4 网线一头伸入到新建的空间

使用以下命令：

ip link set tsj-1 netns tsj

将“tsj-1”的网线头子，放入“tsj”这个虚拟空间中。

注意，网线还有一头“tsj-0”仍然在Host主机空间中的。

2.5 把网卡命名为 eth0

重命名网卡：

ip netns exec tsj ip link set tsj-1 name eth0

然后把这个网线头子生效一下：

ip netns exec tsj ip link set eth0 up

ip netns exec tsj ip link set lo up（顺便把local网卡也生效了）

查询结果，可以看到新建的虚拟网络空间里面，有一种比较熟悉的感觉。

2.6 给网卡设置IP地址

tsj空间里面的IP设置为：

ip netns exec tsj ip addr add 10.254.1.1/24 dev eth0

Host主机上面的IP设置为：

ip addr add 10.254.1.2/24 dev tsj-0

OK，当前大家IP都配置好了。现在我们来测试一下连通性。从网络空间，ping 主机空间。

2.7 验证连通性

Host主机这边先监听（新开一个窗口）：

tcpdump -i tsj-0 -n icmp

新建空间里面，发起ping：

ip netns exec tsj ping 10.254.1.2

可以看到两边的效果，新建空间里面：（发出ping报文）

主机空间里面：（对Host主机来说，是收到新报文）

好啦，到这里，完整的网络空间基本长成了。

魔法师同志，恭喜学成网络虚拟化第一步。

（ps：Docker创建容器网络，过程原理跟上面是一样的，只是把cli改为使用系统调用，并且做了自动化）

3 高阶

3.1 在新空间中启动软件

这里我们在新创建的tsj空间中，启动一个nc服务器。

ip netns exec tsj nc -lp 1234

上面表示启动一个nc的web服务器，监听在1234端口。

这个时候，咱们给它发请求：

curl -v 10.254.1.1:1234

可以正常的访问

3.2 查找Veth对的另一端

如果ns非常多，veth也非常多（比如在OpenStack的网络节点上），怎么查找Veth网线的另一头在哪里呢？

比如，咱们这个tsj新世界里面网卡名eth0，咱们如何知道主机上是tsj-0就是它的对端呢？

答：可以使用 ethtool –S 方法。

ip netns exec tsj ethtool -S eth0

NIC statistics:

peer_ifindex: 149

可以看到对端的index的149。这个时候主机上面敲：

ip link list

可看到idnex为 149 的网卡具体是哪个。

3.3 删除Veth和NS

创建了新的世界后，怎么把它抹去呢？

删除网线：（ps：网线2头会同时删除）

ip link delete tsj-0

删除ns：（ps：直接删除ns，会连带veth一起删除）

ip netns delete tsj

4 总结

咱们学习了Veth网线的概念和作用，并实战使用Veth + Network Namespace新建了一个可以独立使用的网络命令空间，从而详细了解了一个完整的网络空间是如何搭建的过程。