Linux虚拟化1（namespace,veth,bridge）

Linux虚拟化1（namespace,veth,bridge） namespace

namespace有好几种，这里主要关注的是network namespace。
每个network namespace都有自己的IP地址，路由表，端口范围，/proc/net目录等。例如在每个容器都可以任意绑定监听的端口不用担心冲突，也就是因为不同它们有不同的network namespace隔离。

veth pair

veth 是虚拟以太网卡（Virtual Ethernet）的缩写，veth总是成对出现，所以称为veth pair。
veth pair的原理很简单，就是一端输入数据，数据通过Linux内核协议栈后从另一端出来。

正由于有这个特性，它经常充当着一个桥梁，连接各类虚拟网络设备，典型的例子像“两个 namespace 之间的链接”，“Bridge、OVS 之间的链接”，“Docker 容器之间的链接” 等等。

Linux Bridge

但是如果两个以上虚拟网络设备互联，veth pair就捉襟见肘了，这就需要linux bridge出马了。
linux bridge任意物理设备（如：eth0）和虚拟设备（如：veth pair）都可以连在上面，数据可以从任意口进来，然后根据目的MAC地址选择从哪个口出去。
bridge-utils包里的brctl工具来管理bridge。

小实验

结合这三个概念做一个小实验：

建一个veth pair，使其能够互通

1. 建一个veth pair 命名为veth0-0和veth0-1
   ip link add veth0-0 type veth peer name veth0-1
   ip link set up veth0-0
   ip link set up veth0-1
2. 配置互联IP
   ip addr add 192.168.100.1/24 dev veth0-0
   ip addr add 192.168.100.2/24 dev veth0-1
3. 测试互通
   ip a |grep veth0 查看接veth pair状态
   
   从veth0-0 ping veth0-1测试，可以互通。
   

建一个namespace，把veth pair一端放到namespace

1. 建一个namespace 命名ns0
   ip netns add ns0
   ip netns 查看ns
   
2. 把veth0-1放到ns0
   ip link set veth0-1 netns ns0
   ip netns exec ns0 ip link set up veth0-1
   ip netns exec ns0 ip addr add 192.168.100.2/24 dev veth0-1 （需要重新配置IP，set up）
   ip netns exec ns0 ip a 查看veth0-1

ping -I veth0-0 192.168.100.2 从veth0-0 ping 测试互通正常。

ip netns exec ns0 ping 192.168.100.1 从veth0-1ping 测试互通正常。

这里有一点注意，新建的ns所有接口是down的，包括环回接口lo，所有这时在ns0里ping 自己的IP是不通的，


想ping通自己需要set up lo
ip netns exec ns0 ip link set up lo，这时再ping 自己的IP就可以了。

建一个linux birdge，把veth0-0接到bridge

1. 建一个linux bridge 命名br0
   brctl addbr br0
   ip link set up br0
   brctl show br0 查看br0已经创建
   
   ip a | grep br0 不过br0目前是down的
   

2. veth0-0接到br0
   brctl addif veth0-0 br0
   
   ip a | grep br0 br0现在up了
   
   br0的MAC和veth0-0的一样了
   

3. 测试一下互通，已经不通了。
   

tcpdump抓包分析

1. 在veth0-1上抓包可以看到，veth0-1上收到了192.168.100.1的ARP请求，并做了回应。
   

2. 在veth0-0上抓包看到，veth0-0发出了ARP请求，并收到了回应。
   

3. 在br0上抓包看到，veth0-0收到的回应包都给了br0，所以协议栈得不到veth0-1的MAC地址，导致ping不通。
   

4. 看一下br0上的的MAC地址学习，veth0-1的MAC是被br0学到了。
   

5. 把veth0-0的IP192.168.100.1/24 挪到br0上试下
   

ip addr del 192.168.100.1/24 dev veth0-0
ip addr add 192.168.100.1/24 dev br0
测试可以正常互通了，不过是br0和veth0-1之间互通，veth0-0就相当一根网线一样了。