OpenStack入门篇（十九）之网络虚拟化基础

• 1.Linux Bridge的基本概念

假设宿主机有 1 块与外网连接的物理网卡 eth0，上面跑了 1 个虚机 VM1，现在有个问题是： 
如何让 VM1 能够访问外网？
① 给 VM1 分配一个虚拟网卡 vnet0，通过 Linux Bridge br0 将 eth0 和 vnet0 连接起来，如下图所示

Linux Bridge 是 Linux 上用来做 TCP/IP 二层协议交换的设备，其功能大家可以简单的理解为是一个二层交换机或者 Hub。多个网络设备可以连接到同一个 Linux Bridge，当某个设备收到数据包时，Linux Bridge 会将数据转发给其他设备。

在上面这个例子中，当有数据到达 eth0 时，br0 会将数据转发给 vnet0，这样 VM1 就能接收到来自外网的数据； 
反过来，VM1 发送数据给 vnet0，br0 也会将数据转发到 eth0，从而实现了 VM1 与外网的通信。

现在我们增加一个虚机 VM2，如下图所示

VM2 的虚拟网卡 vnet1 也连接到了 br0 上。 
现在 VM1 和 VM2 之间可以通信，同时 VM1 和 VM2 也都可以与外网通信。

• 2.理解virbr0

virbr0 是 KVM 默认创建的一个 Bridge，其作用是为连接其上的虚机网卡提供 NAT 访问外网的功能。

virbr0 默认分配了一个IP 192.168.122.1，并为连接其上的其他虚拟网卡提供 DHCP 服务。

[root@linux-node1 ~]# ifconfig
brqc39c1348-5a: flags=<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu
        inet 192.168.56.11  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.56.255
        ether :0c::4c:ef:  txqueuelen   (Ethernet)
        RX packets   bytes  (357.5 MiB)
        RX errors   dropped   overruns   frame
        TX packets   bytes  (275.9 MiB)
        TX errors   dropped  overruns   carrier   collisions 

eth0: flags=<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu
        inet6 fe80::20c:29ff:fe4c:ef31  prefixlen   scopeid 0x20<link>
        ether :0c::4c:ef:  txqueuelen   (Ethernet)
        RX packets   bytes  (433.6 MiB)
        RX errors   dropped   overruns   frame
        TX packets   bytes  (408.2 MiB)
        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  (3.8 GiB)
        RX errors   dropped   overruns   frame
        TX packets   bytes  (3.8 GiB)
        TX errors   dropped  overruns   carrier   collisions 

tapae04cfac-d0: flags=<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu
        ether 6a:ef::f7:c5:  txqueuelen   (Ethernet)
        RX packets   bytes  (438.0 B)
        RX errors   dropped   overruns   frame
        TX packets   bytes  (2.1 MiB)
        TX errors   dropped  overruns   carrier   collisions 

virbr0: flags=<UP,BROADCAST,MULTICAST>  mtu
        inet 192.168.122.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.122.255
        ether :::8b:7a:  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 

查看虚拟机
[root@linux-node1 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
 -     centos                         关闭

查看虚拟机网卡信息
[root@linux-node1 ~]# virsh domiflist centos
接口     类型     源        型号      MAC
-------------------------------------------------------
-          network    default    virtio      :::e4::

查看桥接网卡信息，可以看到virbr0-nic桥接到virbr0网卡上
[root@linux-node1 ~]# brctl show
bridge name bridge id       STP enabled interfaces
brqc39c1348-5a      .000c294cef31   no      eth0
                            tapae04cfac-d0
virbr0      .5254008b7a13   yes     virbr0-nic
启动虚拟机
[root@linux-node1 ~]# virsh start centos
域 centos 已开始

[root@linux-node1 ~]# virsh list --all
 Id    名称                         状态
----------------------------------------------------
      centos                         running

使用TightVNC连接192.168.56.11，查看网卡信息

[root@linux-node1 ~]# ssh 192.168.122.169
root@192.168.122.169's password:
Last login: Tue Dec  :: 

ping外网可通
[root@localhost ~]# ping www.baidu.com
PING www.a.shifen.com (14.215.177.39) () bytes of data.
 bytes from 14.215.177.39: icmp_seq= ttl= time=13.4 ms
 bytes from 14.215.177.39: icmp_seq= ttl= time=9.14 ms
 bytes from 14.215.177.39: icmp_seq= ttl= time=8.47 ms
 bytes from 14.215.177.39: icmp_seq= ttl= time=15.5 ms
 bytes from 14.215.177.39: icmp_seq= ttl= time=8.85 ms
 bytes from 14.215.177.39: icmp_seq= ttl= time=8.85 ms
^C
--- www.a.shifen.com ping statistics ---
 packets transmitted,  received, % packet loss, time 5012ms
rtt min/avg/max/mdev = 8.473/10.716/15.538/2.741 ms

没有问题，可以访问外网，说明 NAT 起作用了。
需要说明的是，使用 NAT 的虚拟机 centos可以访问外网，但外网无法直接访问 centos。 
因为 centos 发出的网络包源地址并不是 192.168.122.169，而是被 NAT 替换为宿主机的 IP 地址了。
这个与使用 br0 不一样，在 br0 的情况下，centos 通过自己的 IP 直接与外网通信，不会经过 NAT 地址转换。