O013、动手实践Linux VLAN
本节我们来看如何在实验环境中实施和部署如下的VLAN 网络
配置VLAN 10 和 VLAN 20
root@ubuntu:~# cat /etc/network/interfaces | grep '^[^#]'
source /etc/network/interfaces.d/*
auto lo
iface lo inet loopback
auto ens160
iface ens160 inet static
auto br0
iface br0 inet static
bridge_stp off
bridge_waitport 0
bridge_fd 0
bridge_ports ens160
address 10.12.31.211
netmask 255.255.252.0
network 10.12.28.0
broadcast 10.12.31.255
gateway 10.12.28.6
# dns-* options are implemented by the resolvconf package, if installed
dns-nameservers 10.12.28.6
up route add -net 172.22.0.0 netmask 255.255.0.0 gw 10.12.28.1 br0
auto ens160.10
iface ens160.10 inet manual
vlan-raw-device ens160
auto br10
iface br10 inet manual
bridge_stp off
bridge_waitport 0
bridge_fd 0
bridge_ports ens160.10
auto ens160.20
iface ens160.20 inet manual
vlan-raw-device ens160
auto br20
iface br20 inet manual
bridge_stp off
bridge_waitport 0
bridge_fd 0
bridge_ports ens160.20
root@ubuntu:~# reboot
root@ubuntu:~# ifconfig
br0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:50:56:87:4c:70
inet addr:10.12.31.211 Bcast:10.12.31.255 Mask:255.255.252.0
inet6 addr: fe80::250:56ff:fe87:4c70/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:1268 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:216 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:79929 (79.9 KB) TX bytes:30730 (30.7 KB)
br10 Link encap:Ethernet HWaddr 00:50:56:87:4c:70
inet6 addr: fe80::250:56ff:fe87:4c70/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:29 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:3349 (3.3 KB)
br20 Link encap:Ethernet HWaddr 00:50:56:87:4c:70
inet6 addr: fe80::250:56ff:fe87:4c70/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:14 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:1766 (1.7 KB)
ens160 Link encap:Ethernet HWaddr 00:50:56:87:4c:70
inet6 addr: fe80::250:56ff:fe87:4c70/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:1658 errors:0 dropped:5 overruns:0 frame:0
TX packets:335 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:271880 (271.8 KB) TX bytes:44746 (44.7 KB)
ens160.10 Link encap:Ethernet HWaddr 00:50:56:87:4c:70
inet6 addr: fe80::250:56ff:fe87:4c70/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:58 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:6698 (6.6 KB)
ens160.20 Link encap:Ethernet HWaddr 00:50:56:87:4c:70
inet6 addr: fe80::250:56ff:fe87:4c70/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:29 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:3349 (3.3 KB)
lo Link encap:Local Loopback
inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
inet6 addr: ::1/128 Scope:Host
UP LOOPBACK RUNNING MTU:65536 Metric:1
RX packets:88 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:88 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1
RX bytes:6312 (6.3 KB) TX bytes:6312 (6.3 KB)
virbr0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:00:00:00:00:00
inet addr:192.168.122.1 Bcast:192.168.122.255 Mask:255.255.255.0
UP BROADCAST MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)
root@ubuntu:~# brctl show
bridge name bridge id STP enabled interfaces
br0 8000.005056874c70 no ens160
br10 8000.005056874c70 no ens160.10
br20 8000.005056874c70 no ens160.20
virbr0 8000.000000000000 yes
创建VM1，网络接到 VLAN 10 上
root@ubuntu:~# virsh domiflist VM1
Interface Type Source Model MAC
-------------------------------------------------------
vnet0 bridge br10 rtl8139 52:54:00:f7:58:9e
root@ubuntu:~# brctl show
bridge name bridge id STP enabled interfaces
br0 8000.005056874c70 no ens160
br10 8000.005056874c70 no ens160.10
vnet0
br20 8000.005056874c70 no ens160.20
virbr0 8000.000000000000 yes
创建VM2，网络接到 VLAN 20 上
root@ubuntu:~# virsh domiflist VM2
Interface Type Source Model MAC
-------------------------------------------------------
vnet1 bridge br20 rtl8139 52:54:00:d0:ac:1a
root@ubuntu:~# brctl show
bridge name bridge id STP enabled interfaces
br0 8000.005056874c70 no ens160
br10 8000.005056874c70 no ens160.10
vnet0
br20 8000.005056874c70 no ens160.20
vnet1
virbr0 8000.000000000000 yes
验证 VLAN 的隔离性
配置 VM1 IP 192.168.9.1/24
配置 VM2 IP 192.168.9.2/24
用 ping 验证网络连通性
最后测试结果 VM1 和 VM2 网络是不通的
原因如下：
1、VM2 向 VM1 发ping 包之前，需要知道 VM1 的IP 192.168.9.1 对应的MAC地址。VM2 会在网络中广播ARP包，其作用就是问“谁知道 192.168.9.1 的MAC 地址是多少？”
2、ARP 是二层协议，VLAN的隔离作用使得 ARP 只能在 VLAN20的范围内广播，只有 br20 和 ens160.20 能收到，VLAN 10 里的设备收不到。VM1 收不到 VM2 的请求信息，更不会回复 VM2
3、VM2 拿不到 VM1 的MAC，也就ping不通 VM1 了
Linux Bridge + VLAN = 虚拟交换机
现在对 KVM 的网络虚拟化做个总结：
1、物理交换机存在多个VLAN，每个VLAN拥有多个端口，同一VLAN端口之间可以交换转发，不同VLAN端口之间隔离。所以交换机包含两层功能：交换和隔离
2、Linux 的 VLAN 设备实现的是隔离功能，但没有交换功能。一个VLAN母设备（比如eth0）不能拥有两个相同ID 的VLAN 子设备，因此也就不可能出现数据交换的情况。
3、Linux Bridge 专门实现交换功能。将同一 VLAN 的子设备都挂载到 Bridge 上，设备之间就可以交换数据了。
总结起来，Linux Bridge 加 VLAN 在功能层面完整模拟现实世界里的二层交换机。eth0 相当于虚拟交换机上的 Trunk 口，允许 vlan10 和 vlan 20数据通过。
ens160.10 vnet0 和 br10 都可以看做 vlan10 的 access 口
ens160.20 vnet1 和 br20 都可以看做 vlan20 的 access口
