【 Linux 网络虚拟化 】Netns
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。
创建网络空间：
# ip netns add ns1
查看网络空间：
# ip netns list
删除网络空间：
# ip netns del ns1
进入网络空间执行命令：
# ip netns exec ns1 `command`
实例一：
用netns连接两个隔离环境中的虚拟机，如图：
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
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 libvirtd
创建虚拟机并连接至br0
# virt-install --name vm1 --ram --vcpus= --disk /images/linux/cirros-0.3.-i386-disk-.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 --vcpus= --disk /images/linux/cirros-0.3.-i386-disk-.img --network bridge=br1,model=virtio --force --import --nographics --serial=pty --console=pty # brctl show
bridge name bridge id STP enabled interfaces
br0 .fe54007e1861 no vnet0
br1 .fe5400be1885 no vnet1
到此，虚拟机已经连接上各自的桥设备了。完成如图：
创建虚拟网络空间： # ip netns add ns1
# ip netns list
ns1
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
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 br0
bridge name bridge id STP enabled interfaces
br0 .46c7e9d2c0fa no net-in
vnet0
将net-out添加到ns1中，并重命名为eth0
# ip link set dev net-out name eth0 netns ns1
查看是否添加成功
# ip netns exec ns1 ifconfig -a
eth0: flags=<BROADCAST,MULTICAST> mtu
ether a2::dc:ba::a2 txqueuelen (Ethernet)
RX packets bytes (0.0 B)
RX errors dropped overruns frame
TX packets bytes (0.0 B)
TX errors dropped overruns carrier collisions lo: flags=<LOOPBACK> mtu
loop txqueuelen (Local Loopback)
RX packets bytes (0.0 B)
RX errors dropped overruns frame
TX packets bytes (0.0 B)
TX errors dropped overruns carrier collisions # ip netns exec ns1 ifconfig lo up
现在vm1 --> br0 --> ns1 网络做通了，完成如下图：
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 br1
bridge name bridge id STP enabled interfaces
br1 .1291a963b290 no net1-in
vnet1 # ip link set dev net1-out name eth1 netns ns1 # ip netns exec ns1 ifconfig -a
eth0: flags=<BROADCAST,MULTICAST> mtu
ether a2::dc:ba::a2 txqueuelen (Ethernet)
RX packets bytes (0.0 B)
RX errors dropped overruns frame
TX packets bytes (0.0 B)
TX errors dropped overruns carrier collisions eth1: flags=<BROADCAST,MULTICAST> mtu
ether :d4:3c:7d:3b:2e txqueuelen (Ethernet)
RX packets bytes (0.0 B)
RX errors dropped overruns frame
TX packets bytes (0.0 B)
TX errors dropped overruns carrier collisions lo: flags=<UP,LOOPBACK,RUNNING> mtu
inet 127.0.0.1 netmask 255.0.0.0
inet6 :: prefixlen scopeid 0x10<host>
loop txqueuelen (Local Loopback)
RX packets bytes (0.0 B)
RX errors dropped overruns frame
TX packets bytes (0.0 B)
TX errors dropped overruns carrier collisions
ip地址配置如下：
vm1 - eth0 : 192.168.1.2
ns1 - eth0 : 192.168.1.1
vm2 - eth0 : 172.168.10.2
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=
net.ipv4.ip_forward =
vm1 - eth0 网络配置如下：
# ifconfig lo up
# ifconfig eth0 192.168.1.2/ up
# ifconfig
eth0 Link encap:Ethernet HWaddr :::7E::
inet addr:192.168.1.2 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0
inet6 addr: fe80:::ff:fe7e:/ Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU: Metric:
RX packets: errors: dropped: overruns: frame:
TX packets: errors: dropped: overruns: carrier:
collisions: txqueuelen:
RX bytes: (648.0 B) TX bytes: (168.0 B) lo Link encap:Local Loopback
inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
inet6 addr: ::/ Scope:Host
UP LOOPBACK RUNNING MTU: Metric:
RX packets: errors: dropped: overruns: frame:
TX packets: errors: dropped: overruns: carrier:
collisions: txqueuelen:
RX bytes: (0.0 B) TX bytes: (0.0 B)
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/ up
# ip netns exec ns1 ifconfig eth0
eth0: flags=<UP,BROADCAST,MULTICAST> mtu
inet 192.168.1.1 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255
ether a2::dc:ba::a2 txqueuelen (Ethernet)
RX packets bytes (0.0 B)
RX errors dropped overruns frame
TX packets bytes (0.0 B)
TX errors dropped overruns carrier collisions
vm2 - eth0 网络配置如下：
# ifconfig lo up
# ifconfig eth0 172.168.10.2/ up
# ifconfig eth0
eth0 Link encap:Ethernet HWaddr :::BE::
inet addr:172.168.10.2 Bcast:172.168.255.255 Mask:255.255.0.0
inet6 addr: fe80:::ff:febe:/ Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU: Metric:
RX packets: errors: dropped: overruns: frame:
TX packets: errors: dropped: overruns: carrier:
collisions: txqueuelen:
RX bytes: (648.0 B) TX bytes: (168.0 B)
ns1 - eth1 网络配置如下：
# ip netns exec ns1 ifconfig eth1 172.168.10.1/ up
# ip netns exec ns1 ifconfig eth1
eth1: flags=<UP,BROADCAST,MULTICAST> mtu
inet 172.168.10.1 netmask 255.255.255.0 broadcast 172.168.10.255
ether :d4:3c:7d:3b:2e txqueuelen (Ethernet)
RX packets bytes (0.0 B)
RX errors dropped overruns frame
TX packets bytes (0.0 B)
TX errors dropped overruns carrier collisions
为虚拟机指定路由：
vm1 :
# ping 192.168.1.1 -c1
PING 192.168.1.1 (192.168.1.1): data bytes
bytes from 192.168.1.1: seq= ttl= time=0.811 ms --- 192.168.1.1 ping statistics ---
packets transmitted, packets received, % packet loss
round-trip min/avg/max = 0.811/0.811/0.811 ms # ip route add default via 192.168.1.1
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 -c1
PING 172.168.10.1 (172.168.10.1): data bytes
bytes from 172.168.10.1: seq= ttl= time=2.385 ms --- 172.168.10.1 ping statistics ---
packets transmitted, packets received, % packet loss
round-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
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 -c1
PING 172.168.10.1 (172.168.10.1): data bytes
bytes from 172.168.10.1: seq= ttl= time=0.426 ms --- 172.168.10.1 ping statistics ---
packets transmitted, packets received, % packet loss
round-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 172.168.10.1 vm1 - eth0 : 192.168.1.2 --> vm2 - eth0 : 172.168.10.2
这样，就完成了在宿主机中，两个虚拟主机隔离模式的通信。
实例二：
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：
# ip netns del ns1
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：
vm1: 192.168.1.2/24
vm2: 192.168.1.2/24
ns1: 192.168.1.1/24
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 up
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
为vm1配置网关为192.168.1.1
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=Ethernet
BOOTPROTO=none
DEFROUTE=yes
PEERDNS=yes
PEERROUTES=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=no
NAME=eno16777736
UUID=100e462e-c0d0--9b5a-1c8e47ff0d03
DEVICE=eno16777736
ONBOOT=yes
BRIDGE=br-out # vim ifcfg-br-out TYPE=Bridge
BOOTPROTO=none
DEFROUTE=yes
PEERDNS=yes
PEERROUTES=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=no
NAME=br-out
DEVICE=br-out
ONBOOT=yes
IPADDR=10.0.0.11
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=10.0.0.1
DNS1=10.0.0.1
DNS2=114.114.114.114 重启下网络
# systemctl restart network 物理网卡添加成功
# brctl show br-out
bridge name bridge id STP enabled interfaces
br-out .000c2923e15d no eno16777736
现在创建一对网卡，连接ns1和br-out
# 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-out
bridge name bridge id STP enabled interfaces
br-out .000c2923e15d no eno16777736
net1-out
我真实局域网的ip为10.0.0.0/24
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
能够到达网关了。
已实现如下：
在ns1中添加源地址转换
# ip netns exec ns1 iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/ ! -d 192.168.1.0/ -j SNAT --to-source 10.0.0.12
# ip netns exec ns1 ip route default via 10.0.0.1
再次通过vm1 ping 公网ip
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。
总之，网络逻辑很重要。
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