深入理解VMware虚拟网络

Posted 2020-06-11

这篇文章是在毕业后接触vmare虚拟机中的网络部分的启蒙文章，相当值得研读，让我认识到了看不见的还有很多，知道的真的太少。如果能同过这篇文章

理解vmware的网络构成原理，再理解vmare vsphere 架构中的网络时候会有很大的帮助。甚至会对帮助理解VMware很多的模块有帮助：如VMotion ,  HA 等等

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VMware Workstation是一款非常不错的虚拟机软件，许多爱好者用VMware Workstation设计多种实现环境做测试。VMware Workstation的虚拟网络部分，功能非常的强大，但对于初学者来说，稍显复杂。基于此，本文将深入介绍VMware的虚拟网络，让读者深刻理解 VMware虚拟网络之间的关系，从而可以设计多种复杂的广域网、局域网的实验环境，满足读者的实验需求。由于VMware Server与VMware Workstation一体相乘，所以本文的内容也同样适用于VMware Server。同时，VMware Workstation的虚拟网络，也是VMware企业产品VMware ESX Server的基础，熟悉了VMware Workstation的虚拟网络后，对大家深入学习、使用VMware Server也有一定的帮助作用。

3.1 VMware虚拟网络概述

VMware Workstation（或VMware Server）安装在物理计算机，这台计算机称作“主机”，假设这台主机有一块物理网卡，并且连接到网络的一台交换机中，此时，网络拓扑如图3-1所示。

图3-1 主机物理网络

【关键点】VMware Workstation与VMware Server，支持VMnet0～VMnet9共10块（虚拟）网卡，对于每一块虚拟网卡来说（VMnet0～VMnet9），同一时刻只能选择一种网络属性：或者使用主机物理网卡，或使用虚拟网卡。

在VMware虚拟网络中，包括两种网络：一种是“仅主机网络”，另一种是“NAT网络”。对于VMware Workstation（或VMware Server）主机来说，可以有多块虚拟网卡具有“仅主机网络”特性，但同一时刻只能有1块虚拟网卡具有“NAT网络”属性。

在主机上安装VMware Workstation或VMware Server的时候，默认会安装3块虚拟网卡，这3块虚拟网卡的名称分别为VMnet0、VMnet1、VMnet8，其中VMnet0的网络属性为“物 理网卡”，VMnet1与VMnet8的网络属性为“虚拟网卡”。在默认情况下，VMnet1虚拟网卡的定义是“仅主机虚拟网络”，VMnet8虚拟网卡的定义是“NAT网络”，同时，主机物理网卡被定义为“桥接网络”，主机物理网卡也可以称为VMnet0。

在默认情况下，VMware Workstation虚拟网络拓扑关系如图3-2所示。

图3-2 虚拟机网络拓扑

在图3-2中，有3个虚拟交换机、2块虚拟网卡、1块物理网卡、1个虚拟路由器，组成了默认虚拟网络的整个结构。当VMware Workstation（或VMware Server）安装的时候，会从192.168.x.0/24（在以前的某个版本中，也用过172.16.0.0/12的地址段，但很快放弃了）的地址 中，随机选择2个地址段，并将每个段的第1个地址分配给对应的虚拟网卡（VMnet1与VMnet8）使用。

在图3-2中， VMnet1使用了192.168.10.0/24、VMnet8使用了192.168.80.0/24的地址段，这是我习惯使用的地址段，你可以根据自己的爱好与习惯设置。如果你想修改这些IP地址，在后文会有介绍。

在图3-2中，还有1个虚拟DHCP服务器没有标出，该虚拟DHCP服务器，用来为使用VMnet1、VMnet8（或其他）虚拟网卡（或者说连接到VMnet1、VMnet8虚拟交换机）的虚拟机自动分配IP地址、子网掩码、网关与DNS等参数。

3.2 虚拟机与虚拟网卡、网络属性

在VMware Workstation中，每个虚拟机最多可以支持10块虚拟网卡，这些虚拟网卡，可以（根据需要）连接到不同的虚拟网络，例如图3-2中的 VMnet1、VMnet8或VMnet0虚拟交换机。有两种情况可以选择虚拟网络，一种是在创建虚拟机的时候，另一种是在创建虚拟机后，在“虚拟机设 置”中修改虚拟网络属性。

（1）在创建虚拟机的时候，在“Network Type（网络属性）”页中，在“Network connection（网络连接）”选项组中，为当前虚拟机选择连接到的虚拟网络，如图3-3所示。

图3-3 网络属性

（2）在虚拟机创建完成后，修改“虚拟机设置”，也可以修改虚拟网络属性，如图3-4所示。

图3-4 修改虚拟机设置

不管是在创建虚拟机的时候，选择网络属性，还是在“虚拟机设置”页中，每块虚拟网卡，都有3种选择，分别是VMnet0（桥接网络）、 VMnet1（仅主机网络）与VMnet8（NAT网络）三种连接属性，还有一种是“不使用网络连接”，就是表明这块虚拟网卡，不连接到任何网络。下面分 别介绍连接到VMnet1、VMnet8、VMnet0虚拟交换机时的网络属性。

【说明】（1）在VMware Workstation 6.0之后，新增加了“Team”功能，同时在“Team”中也增加了Team虚拟交换机。在Team中的虚拟机，除了可以使用VMnet0、 VMnet1、VMnet8等虚拟交换机外，还可以使用Team中的虚拟交换机。

（2）VMware Workstation（或VMware Server），除了VMnet0、VMnet1、VMnet8虚拟交换机外，还可以创建（或添加）VMnet2～VMnet7、VMnet9等虚拟交换 机，这些虚拟交换机的属性，可以在“仅主机网络”、“桥接网络”、“NAT网络”之间选择。

3.3 VMnet1、VMnet8、VMnet0虚拟网卡的关系

在VMware Workstation或VMware Server的虚拟机中，虚拟机之间、主机之间的网络关系可以参照图3-5所示的网络拓扑。

图3-5 虚拟机与主机网络拓扑

在图3-5中，虚拟机A11、A12、～、虚拟机A03等，是VMware Workstation（或VMware Server）创建的虚拟机。虚拟机A11、A12、A13使用VMnet1（仅主机网络）虚拟网卡，则在图3-5的网络拓扑中，“相当于”连接到 VMnet1虚拟交换机；虚拟机A81、A82使用VMnet8虚拟网卡（NAT网络，则相当于连接到VMnet8虚拟交换机）；虚拟机A01、A02、 A03使用VMnet0虚拟网卡（桥接网络，相当于连接到VMnet0虚拟交换机）。

物理主机B，代表与物理主机A属于同一局域网内的其他一台或多台计算机。这里面的“同一局域网”，表示可以是同一子网（VLAN）的计算机，也可以是不同子网的计算机。

Internet计算机Z，代表Internet网络上的其他计算机或服务器，可以是一台或多台的计算机。

将图3-5的关系，画成网络拓扑的方式，如图3-6所示。

图3-6 简化后的网络拓扑

下面介绍各虚拟机之间与主机之间的网络关系。

3.3.1 虚拟机使用VMnet1虚拟网卡

当虚拟机选择使用VMnet1虚拟网卡时，表示这台虚拟机连接到VMnet1虚拟交换机。

VMnet1，官方定义“仅主机网络”，其默认的网络行为，只与主机或其他使用VMnet1虚拟网卡的虚拟机有网络连接。使用VMnet1虚拟网卡的虚拟机，不能访问与物理主机之外的其他计算机.

在图3-5（图3-6）中，虚拟机A11、A12、A13使用VMnet1虚拟网卡，表明连接到VMnet1虚拟交换机。在图3-5（图3-6）的网络拓扑中，虚拟机A11、A12、A13、物理主机A之间可以互相通讯。将图3-5（图3-6）中与VMnet1相关的计算机，简化成图3-7所示的拓扑。

图3-7 VMnet1虚拟网络拓扑图3-

1在同一交换机上的计算机怎样才能通讯

深入理解：“可以互相通讯”，这句话表示，当A11、A12、A13、A都连接到VMnet1虚拟交换机时，这4台计算机可以互相通讯，但不一定能通讯。为什么呢？如果A11、A12、A13、A没有设置同一子网的IP地址，这是不能互相通讯（互相访问）的；或者虽然设置同一网段的地址，但A11、A12、A13、A有防火墙，禁止其他计算机访问，这时也是不能通讯的。

只有当A11、A12、A13、A连接到同一个虚拟交换机，并且在网一网段（IP地址还不能冲突）、并且没有防火墙（或者有防火墙，但允许其他计算机访问）时，才有可能通讯。

小实验：在VMware Workstation中创建1台虚拟机，VMnet1虚拟网卡，设置与主机VMnet1相同网段的IP地址，或者在虚拟机中设置“自动获得IP地址”， 关闭主机与虚拟机的防火墙，尝试用“网上邻居”或使用ping命令，检查这个虚拟机与主机能否互相通讯。

2 注意主机多块网卡

还要注意物理主机A，在A上有三块网卡(1块物理网卡、2块虚拟网卡)，分别是VMnet1、VMnet8和物理网络（称为VMnet0），如果 A11、A12、A13是192.168.10.0/24网段的计算机，但VMnet1不是192.168.10.0/24网段的，但你在VMnet8或 VMnet0设置的是与A11、A12、A13同一网段的地址（例如192.168.10.0/24）时，A与A11（或A12、A13）也是不能通讯 的。

3 在同一交换机上的计算机只要是同一网段的地址即可

另外，还需要说明，虽然在“虚拟网络设置”中，设置VMnet1虚拟网段使用192.168.10.0/24网段，但在使用中，当A11、A12、 A13连接到同一个虚拟交换机时，只要A11、A12、A13、物理机A的VMnet1虚拟网卡，设置同一网段的地址（可以是 192.168.10.0/24，也可以是其他网段，但最好不要与VMnet8、VMnet0网段冲突），A11、A12、A13、A就可以互相通讯。

4 使用VMnet1虚拟网卡的计算机默认不能访问外网

使用VMnet1虚拟网卡的计算机，不能访问外网，外网也不能访问VMnet1虚拟网卡的计算机。在图3-5（图3-6）的网络中，虚拟机A11、A12、A13与B、Z没有网络关系，它们不能互相访问。

3.3.2 虚拟机使用VMnet0虚拟网卡

如果虚拟机使用“桥接方式”，即VMnet0，则虚拟机相当于主机网络中的一台计算机，虚拟机如果选择VMnet0（或桥接网络），则通过“VMnet0虚拟交换机”连接到主机所属网络，这时与主机“VMnet0虚拟网卡”是否设置IP地址无关。

在图3-5（图3-6）的网络拓扑中可以看到，如果虚拟机A01、A02、A03使用VMnet0虚拟交换机，不管主机VMnet0虚拟网卡，是否 设置了正确的IP地址、子网掩码与网关，只要A01、A02、A03设置了正确的IP地址、子网掩码、网关等参数，是可以访问主机之外网络上的其他计算机 （例如B），以及Internet网络上的其他计算机（例如Z）。VMnet0虚拟机、虚拟网络拓扑如图3-8所示。

图3-8 VMnet0虚拟网络

其中B及Z，即可以是物理计算机，可以也是使用了VMnet0虚拟网卡的虚拟机。在图3-8中，使用VMnet0的虚拟机（A01、A02、A03）与物理主机A、B可以互相访问。

3.3.3 虚拟机使用VMnet8虚拟网卡

如果虚拟机使用VMnet8，则虚拟机可以通过主机网络，单向（从虚拟机到主机、外网）访问物理主机之外的网络，而主机以外的网络不能访问使用 VMnet8的虚拟机。但这个的前提是，主机要能访问外网（或网络上的其他计算机），如果主机不能访问外网，则配置为VMnet8虚拟网卡的虚拟机，也不 能访问外网。

将图3-5（图3-6）中与VMnet8的虚拟网络与虚拟机，简化成图3-9的方式。

图3-9 VMnet8虚拟网络

主机A的VMnet8虚拟网卡，连接到VMnet8虚拟交换机，VMnet8虚拟交换机连接到“虚拟路由器”，“虚拟路由器”再连接到 “VMnet0虚拟网卡(也即主机物理网卡)”，并通过“VMnet0虚拟网卡”连接到“VMnet0虚拟交换机”，“VMnet0虚拟交换机”连接到主 机物理网络。这也就表明，连接到“VMnet8虚拟交换机”的计算机（虚拟机或主机），需要通过“虚拟路由器”→“VMnet0虚拟网 卡”→“VMnet0虚拟交换机”的方向连接到主机物理网络。

1 NAT中的单向访问关系

虚拟机A81、A82为物理机A上的连接到VMnet8虚拟交换机的虚拟机。则A81、A82可以访问A（双向互访），可以通过“虚拟路由器”单向访问虚拟机A01、A02、A03，并通过A单向访问A所属的网络上的其他计算机B，并可以单向访问Internet网络上的其他计算机Z。但A所属网络上的其他计算机及Internet网络上的其他计算机（默认情况下）不能访问A81、A82，所以说，这里的访问是“单向访问”。

2 NAT中的默认情况

上节所说的“默认情况”，是指在虚拟机上，启用NAT与DHCP服务并且虚拟机的IP地址是“自动获得IP地址与DNS情况下”，并且主机物理网卡，网络参数（IP地址、子网掩码、网关、DNS）设置正确的情况下。

在启用NAT与DHCP服务的情况下，虚拟机会自动获得合适的IP地址、子网掩码、网关与DNS。

如果虚拟机A81、A82没有设置为“自动获得IP地址与DNS地址”，但“手动”设置的IP地址、子网掩码和网关地址、DNS地址，与DHCP服 务器分配的相似时，也是可以访问外网的。例如，在图3-5（图3-6）中，VMnet8虚拟交换机使用的是192.168.80.0/24网段，只要虚拟 机设置了192.168.80.3～192.168.80.253的地址、子网掩码为255.255.255.0、网关地址为192.168.80.2， 就可以访问A及网络上的其他主机。

3 允许外网访问NAT的虚拟机

如果物理网络上的其他计算机（例如B、Z），想要访问A81、A82，则应该通过“VMnet0虚拟交换机”→“VMnet0虚拟网卡”→“虚拟路 由器”→“VMnet8虚拟交换机”到A81、A82，但“虚拟路由器”默认配置，是禁止“外网”访问“内网”，在这里，VMnet0虚拟网卡及 VMnet0虚拟交换机所属的网络，属性“外网”，而“VMnet8虚拟交换机”所属网络，属于内网。

如果配置了这个“虚拟路由器”，例如，使用“端口映射”情况， Internet网络上的其他计算机，也是可以访问虚拟机A81、A82的。

3.3.4 使用不同虚拟网卡的虚拟机之间的网络关系

前面介绍了使用同一种虚拟网卡的虚拟机与主机之间的关系，那么，在同一个物理主机中，使用不同虚拟网卡的虚拟机，它们之间是什么关系呢？

图3-10 虚拟网络拓扑图3-

1 VMnet1默认不能访问VMnet8与VMnet0

从图3-10中可以看到，连接到VMnet1的虚拟机（A11、A12、A13），与连接到VMnet8的虚拟机以及连接到VMnet0的虚拟机（A01、A02、A03），默认情况下，是不能互相访问的。

如果它们之间要想互相访问，必须在物理主机A上，启用默认路由或者代理服务器功能，才可以互相（或者单向）访问。例如，物理主机可以安装 Windows Server 2003（或Windows 2000 Server、Windows Server 2008），在该计算机上，启用“路由和远程访问”功能，并且将该计算机做成一个“路由器”，这时候，各虚拟机之间，可以互相访问。

如果物理主机安装的是Windows 2000、XP等操作系统，可以启用“Internet连接共享功能”，让VMnet1单向访问VMnet8或VMnet0，反之亦然。例如，可以让VMnet8单向访问VMnet1等，这都是很容易的事情。

2 VMnet8默认不能访问VMnet1

VMnet8在默认情况下，不能访问VMnet1，可以通过虚拟路由器，单向访问VMnet0。如果VMnet8想要访问VMnet1，则像VMnet1访问VMnet8一样，在主机A上启用“路由器”或“Internet连接共享服务”。

3 VMnet0默认不能访问VMnet8、VMnet1

VMnet0默认情况下，不能访问VMnet1与VMnet8。如果要想访问VMnet8，除了启用“路由器”或“Internet连接共享外”，还可以通过配置“VMnet8”到“VMnet0”之间的“虚拟路由器”，进行端口映射的方式，访问VMnet8中的虚拟机。

 

本文出自 “王春海的博客” 博客，请务必保留此出处http://wangchunhai.blog.51cto.com/225186/381225