手把手教你 Linux 是如何实现 VLAN 的

本文首发于我的公众号 cloud_dev，专注于干货分享，号内有大量书籍和视频资源，后台回复「1024」即可领取，欢迎大家关注，二维码文末可以扫。01 准备环境环境：ubuntu 16.04 环境（物理 or 虚拟）确认 CPU 是否支持虚拟化：# egrep -o ‘(vmx|svm)’ /proc/cpuinfo# vmx如果不支持，开启 KVM 嵌套虚拟化之后再重启。1.1 安装 KVM 环境sudo apt-get install -y qemu-kvm qemu-system libvirt-bin virt-manager bridge-utils vlan1.2 安装 Ubuntu 图形化界面sudo apt-get install -y xinit gdm kubuntu-desktop02 创建 KVM 虚拟机使用 virt-manager 创建 KVM 虚拟机，方法比较简单，由于篇幅有限，大家可以查阅相关资料自行了解。创建完之后用 virsh list –all 查看创建的 VM：Id Name State—————————————————- - kvm1 shut off - kvm2 shut off - kvm3 shut off我们的实验拓扑如下：图中创建了 2 个 Linux Bridge：brvlan1 和 brvlan2，宿主机的物理网卡 eth0 抽象出两个虚拟设备 eth0.1 和 eth0.2，也就是两个 VLAN 设备，它们分别定义了两个 VLAN：VLAN1 和 VLAN2。挂接到两个 Bridge 上的网络设备自动加入到相应的 VLAN 中。VLAN1 接两个 VM，VLAN 接一个 VM。实验的目的是要验证属于同一个 VLAN1 中 VM1 和 VM2 能 ping 通，而属于不同 VLAN 中的 VM ping 不通。03 实验开始3.1 配置 VLAN编辑 /etc/network/interfaces，加入两个 Bridge 和两个 VLAN 设备的配置，如下：# The primary network interfaceauto ens33iface ens33 inet dhcpauto ens33.1iface ens33.1 inet manual vlan-raw-device ens33auto brvlan1iface brvlan1 inet manual bridge_stp off bridge_waitport 0 bridge_fd 0 bridge_ports ens33.1auto ens33.2iface ens33.2 inet manual vlan-raw-device ens33auto brvlan2iface brvlan2 inet manual bridge_stp off bridge_waitport 0 bridge_fd 0 bridge_ports ens33.2注意，这里务必和自己电脑的接口名称统一，比如我这里叫 ens33，就配 ens33.1 和 ens33.2 的 VLAN 设备，当然你也可以改成 eth0 的形式。重启宿主机，ifconfig 查看网络接口：用 brctl show 查看当前 Linux Bridge 的配置，ens33.1 和 ens33.2 分别挂载 brvlan1 和 brvlan2 上了。# brctl showbridge name bridge id STP enabled interfacesbrvlan1 8000.000c298c57e8 no ens33.1brvlan2 8000.000c298c57e8 no ens33.2virbr0 8000.000000000000 yes3.2 配置 VM我们先配置 VM1，启动 virt-manager，在图形界面中将 VM1 的虚拟网卡挂到 brvlan1 上：同样的方式配置 VM2 和 VM3，VM2 也配到 brvlan1 上，VM3 配到 brvlan2 上。3.3 查看 VM 配置用 virsh start xxx 启动 3 个 VM：# virsh start kvm1# virsh start kvm2# virsh start kvm3再通过 brctl show 查看 Bridge，这时发现 brvlan1 下接了 vnet0 和 vnet1，brvlan2 下接了 vnet2：# brctl showbridge name bridge id STP enabled interfacesbrvlan1 8000.000c298c57e8 no ens33.1 vnet0 vnet1brvlan2 8000.000c298c57e8 no ens33.2 vnet2virbr0 8000.000000000000 yes通过 virsh domiflist xxx 确认这就是 VM 的虚拟网卡：# virsh domiflist kvm1Interface Type Source Model MAC——————————————————-vnet0 bridge brvlan1 rtl8139 52:54:00:b3:dd:3a# virsh domiflist kvm2Interface Type Source Model MAC——————————————————-vnet1 bridge brvlan1 rtl8139 52:54:00:b7:4f:ef# virsh domiflist kvm3Interface Type Source Model MAC——————————————————-vnet2 bridge brvlan2 rtl8139 52:54:00:d8:b8:2a04 验证为了验证相同 VLAN 之间的连通性和不同 VLAN 之间的隔离性，我们为 3 个 VM 都配置同一网段的 IP。使用 virt-manager 进入 VM console 控制面。配置 VM1 的 IP：ifconfig eth0 192.168.100.10 netmask 255.255.255.0配置 VM2 的 IP：ifconfig eth0 192.168.100.20 netmask 255.255.255.0配置 VM3 的 IP：ifconfig eth0 192.168.100.30 netmask 255.255.255.0使用 VM1 ping VM2 能 ping 通，VM2 ping VM3 不能 ping 通。验证完毕。大家如果有兴趣，可以抓个包看看，在发送 ping 包之前，需要知道对方的 MAC 地址，所以会先在网络中广播 ARP 包。ARP 是二层协议，VLAN 的作用就是隔离二层的广播域，ARP 包自然就不能在不同 VLAN 中流通，所以在相同 VLAN 中，通信双方能够拿到对方的 MAC 地址，也就能 ping 通，不同 VLAN 反之。我的公众号 cloud_dev，号内有大量书籍和视频资源，后台回复「1024」即可领取，分享的内容包括但不限于云计算虚拟化、容器、OpenStack、K8S、雾计算、网络、工具、SDN、OVS、DPDK、Linux、Go、Python、C/C++编程技术等内容，欢迎大家关注。