kvm的4中网络模型（qemu-kvm）

 1. 隔离模式（类似vmare中仅主机模式）：虚拟机之间组建网络，该模式无法与宿主机通信，无法与其他网络通信，相当于虚拟机只是连接到一台交换机上，所有的虚拟机能够相互通信。
 2. 路由模式：相当于虚拟机连接到一台路由器上，由路由器(物理网卡)，统一转发，但是不会改变源地址。
 3. NAT模式（类似vmare中的NAT模式）：在路由模式中，会出现虚拟机可以访问其他主机，但是其他主机的报文无法到达虚拟机，而NAT模式则将源地址转换为路由器(物理网卡)地址，这样其他主机也知道报文来自那个主机，在docker环境中经常被使用。
 4. 桥接模式（类似vmare中的bridge桥接模式）：在宿主机中创建一张虚拟网卡作为宿主机的网卡，而物理网卡则作为交换机。

 

一. 隔离模式：

Guest1 和 Guest2 均是虚拟机

Linux在虚拟机中的网卡都包含"前半段"和"后半段"（实际上是一对设备），前半段在虚拟机上，后半段在宿主机上。上图eth0在Guest1虚拟机上的网卡，对应的后半段为vnet0，在Guest1上所有发往eth0的数据就直接发往vnet0了，也可以将vnet0看作一张网卡

Guest1和Guest2如何通信：
在宿主机中创建一个虚拟交换机（即网桥，也称软桥），让vnet0和vnet1分别为虚拟交换机（网桥）的一个接口，交换机也可以叫做bridge，只要两个虚拟网卡的前半段ip（eth0）地址在同一个网段内（两个虚拟机后半段的两个虚拟网卡vnet0和vnet1均绑定在同一个网桥上），就可以相互通信，这就是隔离模式。

1.1 使用qemu-kvm创建隔离模式网络的虚拟机

虚拟机启动时，网卡的后半段不会自动添加到虚拟网桥，需要一个脚本来实现，首先编写脚本

添加网卡脚本：

cat >>/etc/qemu-ifup<<end

#!/bin/bash
BRIDGE=br0
if [ -n $1 ]; then
    ip link set $1 up
    sleep 1
    brctl addif $BRIDGE $1
[ $? -eq 0 ] && exit 0 || exit 1
else
    echo "Error: no interface specified."
exit 1
fi

sh  -n  /etc/qemu-ifup         # 检测有无语法错误
chmod  +x   /etc/qemu-ifup     # 给与执行权限

当虚拟机停止时，网卡会自动从网桥中down掉，所以不用编写停止网卡脚本

执行如下指令启动虚拟机：

qemu-kvm -smp 1 -m 512 -cpu host \
                -drive file=/images/centos7.img,if=virtio,media=disk,cache=writeback \
                -net nic,model=virtio,macaddr=52:54:00:11:22:33   \
                -net tap,ifname=vnet0.0,script=/etc/qemu-ifup \
                -daemonize

参数说明：

-smp: 虚拟机cpu线程数
-cpu: cpu的类型；host为虚拟机使用物理机cpu类型
-drive: 驱动设备
        file: 驱动设备目录
        if: 驱动设备类型，virtio为半虚拟化类型，性能较好
        media：驱动设备是disk还是cdrom
        cache：设备缓存，writeback为回写
-net
        nic：虚拟机网卡前半段，这是在虚拟机中使用的网卡
        macaddr：设置虚拟机网卡mac地址，在使用qemu-kvm创建虚拟机时，需要手动指定mac地址，否则会出现相同的mac地址虚拟机
        model：网卡类型，virtio为半虚拟化类型，性能较好

        tap：为虚拟网卡后半段，需要连接到网桥上
        ifname：宿主机系统中网卡名称（随意指定），比如：vnet0.0
        script：指定启动时，需要执行的脚本，该脚本是将虚拟机的后半段网卡添加到网桥中

 

启动第二台虚拟机

qemu-kvm -smp 1 -m 512 -cpu host \
         -drive file=/images/centos7-1.img,if=virtio,media=disk,cache=writeback \
         -net nic,model=virtio,macaddr=52:54:00:11:22:34 \
         -net tap,ifname=vnet0.1,script=/etc/qemu-ifup \
         -daemonize

两个虚拟机启动后，分别登录，互ping一次
然后在从宿主机分别ping两台虚拟机一次




二、 路由模型及NAT模型

 

NAT模式
该模式网桥要作为路由器对虚拟机地址进行转发。

路由模式是无法修改源地址ip，因此虚拟机可能会成功的将报文发送给目标地址ip，而目标地址ip无法将报文回传给源地址ip；
NAT模式则是将源地址ip改为物理网卡ip发送给目标地址，目标地址ip回传给物理网卡，在将报文发送至虚拟主机。

 yum install iptables-services  -y     # 安装需要的程序包，使用iptables规则对报文进行转发。

编写虚拟机开启执行脚本：
cat >> /etc/qemu-natup<<end

#!/bin/bash
#
bridge=br0
net="192.168.100.1/24"

checkbr() {
if   brctl show | grep -i $1; then
return 0
else
return 1
fi
}

initbr() {
   brctl   addbr   $bridge
   ip   link   set   $bridge   up
   ip   addr  add   $net   dev   $bridge
}

enable_ip_forward() {
    sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
}

setup_nat() {
  checkbr   $bridge
if [ $? -eq 1 ]; then
  initbr
  enable_ip_forward
  iptables   -t nat    -A POSTROUTING   -s $net   ! -d $net   -j MASQUERADE
fi
}

if [ -n $1 ]; then
  setup_nat
  ip   link   set   $1   up
  brctl   addif   $bridge   $1
  exit 0
else
  echo "Error: no interface specified."
  exit 1
fi

end

 

 

编写虚拟机关闭执行脚本：

cat  >>/etc/qemu-natdown <<end

#!/bin/bash

#
bridge=br0
net='192.168.100.0/24'

remove_rule() {
  iptables   -t nat   -F
}

isalone_bridge() {
if  ! brctl show | awk "/^$bridge/{print \$4}" | grep "[^[:space:]]" &> /dev/null; then
  ip link set $bridge down
  brctl delbr $bridge
  remove_rule
fi
}

if [ -n $1 ]; then
  ip link set $1 down
  brctl delif $bridge $1
  isalone_bridge
  exit 0
else
  echo "Error: no interface specified."
  exit 1
fi

end

 

chmod  +x  /etc/{qemu-natup,qemu-natdown}

ll   /etc/{qemu-natup,qemu-natdown}

上述2个脚本对于nat模式的网络很重要

创建虚拟机：

qemu-kvm -smp 1 -m 512 -cpu host \
         -drive file=/images/centos7.img,if=virtio,media=disk,cache=writeback \
         -net nic,model=virtio,macaddr=52:54:00:11:22:33 \
         -net tap,ifname=vnet0.0,script=/etc/qemu-natup,downscript=/etc/qemu-natdown \
         -daemonize

qemu-kvm -smp 1 -m 512 -cpu host \
         -drive file=/images/centos7-1.img,if=virtio,media=disk,cache=writeback \
         -net nic,model=virtio,macaddr=52:54:00:11:22:34 \
         -net tap,ifname=vnet0.1,script=/etc/qemu-natup,downscript=/etc/qemu-natdown \
         -daemonize

查看两台虚拟机的后半段网卡(vnetX)是否都连接在桥br0上，在通过POSTROUTING链进行源地址转换

brctl show

ip a 

iptables -nL -t nat

分别给两台虚拟机配置ip地址，命令如下：

ip addr add 192.168.100.20/24   dev eth0 
ip addr add 192.168.100.30/24   dev eth0

两台虚拟机之间实现互通了，配置默认路由为br0地址，实现公网的访问

路由配置如下：

ip route add default via 192.168.100.1



三、桥接模式

在该模式下，宿主机会虚拟出来一张虚拟网卡作为宿主机本身的通信网卡（br0），而宿主机的物理网卡则成为桥设备（交换机）（eth0），所以虚拟机相当于在宿主机所在局域网内的一个单独的主机，他的行为和宿主机是同等地位的，没有依存关系。

使用qemu-kvm创建桥接模式

为宿主机创建虚拟网卡，并将物理网卡作为桥设备

cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp -a ifcfg-eno16777736   ifcfg-br0

cat >>ifcfg-eno16777736<<end
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=none
DEFROUTE=yes
PEERDNS=yes
PEERROUTES=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=no
NAME=eno16777736
UUID=9f0bf158-e598-4309-8c0c-7609174ff212
DEVICE=eno16777736
ONBOOT=yes
BRIDGE=br0

end

cat >>ifcfg-br0 <<end
TYPE=Bridge
BOOTPROTO=none
DEFROUTE=yes
PEERDNS=yes
PEERROUTES=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=no
NAME=br0
DEVICE=br0
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
end

systemctl restart network 
ip a

brctl show

物理网卡eno16777736 将作为交换机使用，没有ip地址

编写虚拟机启动脚本，该脚本和隔离模式脚本一致：

cat   >>  /etc/qemu-ifup<<end

#!/bin/bash
#
BRIDGE=br0
if [ -n $1 ]; then
ip link set $1 up
sleep 1
brctl addif $BRIDGE $1
[ $? -eq 0 ] && exit 0 || exit 1
else
echo "Error: no interface specified."
exit 1
fi

end

 

启动虚拟机:

qemu-kvm -smp 1 -m 512 -cpu host \
         -drive file=/images/centos7-1.img,if=virtio,media=disk,cache=writeback \
         -net nic,model=virtio,macaddr=52:54:00:11:22:34 \
         -net tap,ifname=vnet0.1,script=/etc/qemu-ifup \
         -daemonize