linux虚拟网络设备之vlan配置详解
时间：2022-11-16 09:14:40 | 栏目：Linux | 点击：次
简介
VLAN是网络栈的一个附加功能，且位于下两层。首先来学习Linux中网络栈下两层的实现，再去看如何把VLAN这个功能附加上去。下两层涉及到具体的硬件设备，日趋完善的Linux内核已经做到了很好的代码隔离，对网络设备驱动也是如此，如下图所示：
这里要注意的是，Linux下的网络设备net_dev并不一定都对应实际的硬件设备，只要注册一个struct net_device{}结构体（netdevice.h）到内核中，那么这个网络设备就存在了。该结构体很庞大，其中包含设备的协议地址（对于IP即IP地址），这样它就能被网络层识别，并参与路由系统，最有名的当数loopback设备。不同的设备（包括硬件和非硬件）的ops操作方法各不相同，由驱动自己实现。一些通用性的、与设备无关的操作流程（如设备锁定等）则被Linux提炼出来，我们称为驱动框架。
linux虚拟网络设备之vlan配置
我们通过一个网桥两个设备对，来连接两个网络名字空间，每个名字空间中创建两个vlan
借助vconfig来配置vlan：
#创建网桥 brctl addbr br-test-vlan #创建veth对儿 ip link add veth01 type veth peer name veth10 ip link add veth02 type veth peer name veth20 #将veth对儿的一段添加到网桥 brctl addif br-test-vlan veth01 brctl addif br-test-vlan veth02 #启动设备 ip link set dev br-test-vlan up ip link set dev veth01 up ip link set dev veth02 up ip link set dev veth10 up ip link set dev veth20 up #创建网络名字空间 ip netns add test-vlan-vm01 ip netns add test-vlan-vm02 #将设备对儿的另一端添加到另个名字空间（其实在一个名字空间也能玩，只是两个名字空间更加形象） ip link set veth10 netns test-vlan-vm01 ip link set veth20 netns test-vlan-vm02 #分别进入两个名字空间创建vlan和配置ip #配置名字空间test-vlan-vm01 ip netns exec test-vlan-vm01 bash #配置vlan 3001 和 vlan 3002 vconfig add veth10 3001 vconfig add veth10 3002 #启动两个vlan的设备 ip link set veth10.3001 up ip link set veth10.3002 up #分别在两个vlan上配置ip （这里简单起见，使用了同一个网段了IP，缺点是，需要了解一点儿路由的知识） ip a add 172.16.30.1/24 dev veth10.3001 ip a add 172.16.30.2/24 dev veth10.3002 #添加路由 route add 172.16.30.21 dev veth10.3001 route add 172.16.30.22 dev veth10.3002 #配置名字空间test-vlan-vm02 ip netns exec test-vlan-vm02 bash #配置vlan 3001 和 vlan 3002 vconfig add veth20 3001 vconfig add veth20 3002 #启动两个vlan的设备 ip link set veth20.3001 up ip link set veth20.3002 up #分别在两个vlan上配置ip （这里简单起见，使用了同一个网段了IP，缺点是，需要了解一点儿路由的知识） ip a add 172.16.30.21/24 dev veth20.3001 ip a add 172.16.30.22/24 dev veth20.3002 #添加路由 route add 172.16.30.1 dev veth20.3001 route add 172.16.30.2 dev veth20.3002
查看一下vlan配置：
# cat /proc/net/vlan/config VLAN Dev name | VLAN ID Name-Type: VLAN_NAME_TYPE_RAW_PLUS_VID_NO_PAD veth10.3001 | 3001 | veth10 veth10.3002 | 3002 | veth10
现在，我们可以分别在两个名字空间来ping另外一个名字空间的两个IP，虽然两个IP都能ping通，但是使用的源IP是不同的，走的vlan也是不同的，我们可以在veth01/veth10/veth02/veth20/br-test-vlan 任意一个上抓包，会看到vlan信息：
# tcpdump -i veth10 -nn -e tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode listening on veth10, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes 15:38:18.381010 82:f7:0e:2d:3f:62 > 9e:58:72:fa:11:15, ethertype 802.1Q (0x8100), length 102: vlan <span style="color: #ff0000;">3001</span>, p 0, ethertype IPv4, <strong><span style="color: #ff0000;">172.16.30.1 > 172.16.30.21</span></strong>: ICMP echo request, id 19466, seq 1, length 64 15:38:18.381183 9e:58:72:fa:11:15 > 82:f7:0e:2d:3f:62, ethertype 802.1Q (0x8100), length 102: vlan <span style="color: #ff0000;"><strong>3001</strong></span>, p 0, ethertype IPv4, 172.16.30.21 > 172.16.30.1: ICMP echo reply, id 19466, seq 1, length 64 15:38:19.396796 82:f7:0e:2d:3f:62 > 9e:58:72:fa:11:15, ethertype 802.1Q (0x8100), length 102: vlan 3001, p 0, ethertype IPv4, 172.16.30.1 > 172.16.30.21: ICMP echo request, id 19466, seq 2, length 64 15:38:19.396859 9e:58:72:fa:11:15 > 82:f7:0e:2d:3f:62, ethertype 802.1Q (0x8100), length 102: vlan 3001, p 0, ethertype IPv4, 172.16.30.21 > 172.16.30.1: ICMP echo reply, id 19466, seq 2, length 64 15:38:23.162052 82:f7:0e:2d:3f:62 > 9e:58:72:fa:11:15, ethertype 802.1Q (0x8100), length 102: vlan 3002, p 0, ethertype IPv4, 172.16.30.2 > <strong><span style="color: #ff0000;">172.16.30.22</span></strong>: ICMP echo request, id 19473, seq 1, length 64 15:38:23.162107 9e:58:72:fa:11:15 > 82:f7:0e:2d:3f:62, ethertype 802.1Q (0x8100), length 102: vlan 3002, p 0, ethertype IPv4, <strong><span style="color: #ff0000;">172.16.30.22 > 172.16.30.2</span></strong>: ICMP echo reply, id 19473, seq 1, length 64
如果试图从veth10.3001 去ping 172.16.30.22 是不能通的，因为是不同的vlan呀：
# ping -I veth10.3001 172.16.30.22 PING 172.16.30.22 (172.16.30.22) from 172.16.30.1 veth10.3001: 56(84) bytes of data. ^C --- 172.16.30.22 ping statistics --- 9 packets transmitted, 0 received, 100% packet loss, time 8231ms
不适用vconfig的解法：
ip link add link veth10 name veth10.3001 type vlan id 3001
另： vlan 一般以 设备名.vlanid 来命名，不过并非强制，如下命名为 vlan3003也是没问题的
# ip link add link veth10 name vlan3003 type vlan id 3003
注意：一个主设备上相同vlan好的子设备最多只能有一个
# ip link add link veth10 name vlan3001 type vlan id 3001 RTNETLINK answers: File exists
所以，正常来讲，一般是这样的：
参考： http://network.51cto.com/art/201504/473419.htm
总结