Linux 虛擬網絡設備詳解之 「vRouter」

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這篇文章繼上篇文章 Linux 虛擬網絡設備詳解之 Bridge，上篇發表以後，有讀者問我這樣一個問題：

個人回答基本上是一句廢話，由於只要你知道點網絡的基礎知識，確定知道這種狀況要走三層路由。

但知道歸知道，不實踐永遠不知道本身是否是真的知道（有點繞），我相信那位讀者也是但願我能講講這其中具體是怎麼路由的，今天這篇文章就來講說這個。

Linux 自己就是一臺路由器

前面的文章咱們學習了多種虛擬的網絡設備，包括網卡、交換機等，也瞭解了怎麼用工具來操做這些設備，那麼，回到今天的主題，路由器有沒有對應的虛擬設備，能不能也用相關工具來操做呢，這個答案若是要深究的話，也是有的，好比 OpenStack 的 DVR、一些開源的虛擬路由器實現等等。

不過咱們不作那麼深究的討論，簡化問題，Linux 系統實際上沒有實現相關的虛擬路由器設備，天然也沒有工具能夠操做路由器，由於 Linux 自己就是一臺路由器。（這也是我文章的標題對 vRouter 打雙引號的緣由）

Linux 提供一個開關來操做路由功能，就是 /proc/sys/net/ipv4/ip_forward，默認這個開關是關的，打開只需：

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

但這種打開方式只是臨時的，若是要一勞永逸，能夠修改配置文件 /etc/sysctl.conf，添加或修改項 net.ipv4.ip_forward 爲：

net.ipv4.ip_forward = 1

便可。

實踐

爲了下降你們實踐的難度，咱們就不建立虛擬機了，直接使用 namespace，一條 ip 命令就能夠搞定全部的操做。

咱們按照下面的圖示進行操做（NS1 和 NS2 分佈在不一樣網段）：

建立兩個 namespace：

ip netns add ns1
ip netns add ns2

建立兩對 veth-pair，一端分別掛在兩個 namespace 中：

ip link add v1 type veth peer name v1_r
ip link add v2 type veth peer name v2_r

ip link set v1 netns ns1
ip link set v2 netns ns2

分別給兩對 veth-pair 端點配上 IP 並啓用：

ip a a 10.10.10.1/24 dev v1_r
ip l s v1_r up
ip a a 10.10.20.1/24 dev v2_r
ip l s v2_r up

ip netns exec ns1 ip a a 10.10.10.2/24 dev v1
ip netns exec ns1 ip l s v1 up
ip netns exec ns2 ip a a 10.10.20.2/24 dev v2
ip netns exec ns2 ip l s v2 up

驗證一下： v1 ping v2，結果不通。

看下 ip_forward 的值：

[root@by ~]# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
0

沒開路由怎麼通，改成 1 再試，仍是不通。

看下 ns1 的路由表：

[root@by ~]# ip netns exec ns1 route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
10.10.10.0      0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 v1

只有一條直連路由，沒有去往 10.10.20.0/24 網段的路由，怎麼通？那就給它配一條：

[root@by ~]# ip netns exec ns1 route add -net 10.10.20.0 netmask 255.255.255.0 gw 10.10.10.1

[root@by ~]# ip netns exec ns1 route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
10.10.10.0      0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 v1
10.10.20.0      10.10.10.1      255.255.255.0   UG    0      0        0 v1

同理也給 ns2 配上去往 10.10.10.0/24 網段的路由。

最後再 ping，成功了！

[root@by ~]# ip netns exec ns1 ping 10.10.20.2
PING 10.10.20.2 (10.10.20.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.10.20.2: icmp_seq=1 ttl=63 time=0.071 ms
64 bytes from 10.10.20.2: icmp_seq=2 ttl=63 time=0.070 ms
^C
--- 10.10.20.2 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1000ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.070/0.070/0.071/0.008 ms

總結

Linux 自己是一臺路由器。

上面的實驗使用 namespace 效果和使用虛擬機是同樣的，關鍵是知道有這個功能，知道怎麼用就差很少了。

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