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Linux虚拟网络设备

Nov 17, 2024

计算机系统通常由一个或多个网络设备组成，即eth0、eth1等。这些网络设备与物理网络适配器相关联，该适配器负责将数据包传输到线路上。

而在虚拟网络中，需要在计算机系统内部，例如，在一台服务器上运行多个虚拟机或者容器，想要他们之间进行消息转发，需要借助虚拟网络设备。

TUN/TAP

TUN/TAP允许用户空间程序，收发网络消息。它不是从物理介质接收消息，而是从用户空间程序接收消息；不是通过物理介质发送消息，而是写入用户空间程序。

它有TUN和TAP两种模式：

Veth Pairs

veth从字面意思可以看出，是虚拟的二层网络接口，一般成对使用，可以看作的网线的两端，一端发送的消息可以在另一端接收。它可以在不同的网络命名空间中创建，实现两个网络命名空间之间的消息通信。

Bridge

Bridge（网桥），和物理网络中交换机的功能类似，连接二层网络设备，实现二层消息转发。

如下图，br0连接了物理二层设备eth0，和虚拟网络设备tap1、tap2，veth1，他们构成了一个二层网络。

使用如下命令，构建上图网络拓扑：

  1. 创建二层网络设备，类型为网桥，命名为br0。
ip link add br0 type bridge
  1. 将主机物理二层网络设备，接入到网桥，这里master表示将eth0设置为br0的从属设备。
ip link set eth0 master br0
  1. 将虚拟二层网络设备，也接入到网桥。
ip link set tap1 master br0
ip link set tap2 master br0
ip link set veth1 master br0

Bond

Bond（绑定），可以将多个二层网络设备绑定成一个逻辑设备，以实现增加网络带宽、提供链路冗余备份或实现负载均衡等功能。

使用如下命令，构建上图网络拓扑：

  1. 创建二层网络设备，类型为bond，命名为bond0；mode active-backup表述主备模式；miimon 100表示每100毫秒，监测一次网络接口的链路状态。
ip link add bond0 type bond miimon 100 mode active-backup
  1. 添加二层网络设备eth0、eth1到bond0中，不是只有物理设备可以，虚拟设备veth包括bond等也都可以添加到bond中。
ip link set eth0 master bond0
ip link set eth1 master bond0