Компоненты
Функционирование виртуальных сетей обеспечивается различными технологиями, которые я бегло опишу:
bridges — сетевые мосты — программные аналоги свичей, позволяют соединить вместе несколько сетевых интерфейсов и передавать между ними пакеты, как если бы они были включены в один свич. Бриджи управляются с помощью команды brctl:
$ brctl show # напечатать все бриджи с подключенными интерфейсами
bridge name bridge id STP enabled interfaces
virbr0 8000.000000000000 yes
# brctl add - добавить бридж
# brctl addif - включить eth в бридж
# brctl delif - отключить интерфейс
# brctl delbr - удалить бридж
$ brctl show # напечатать все бриджи с подключенными интерфейсами
bridge name bridge id STP enabled interfaces
virbr0 8000.000000000000 yes
# brctl add- добавить бридж
# brctl addif- включить eth в бридж
# brctl delif- отключить интерфейс
# brctl delbr- удалить бридж
Перед работой с бриджами лучше ознакомиться с документацией, они содержат некоторое количество нетривиальных моментов.
tun (tap) — виртуальные сетевые интерфейсы. В отличии от аппаратных привязаны к определенному процессу пользовательского режима, а не к сетевой карте. Родительский процесс может писать/читать данные из виртуального интерфейса имитируя работу сети. В остальном они не отличаются от обычных интерфейсов. С помощью tun/tap работают многие VNP программы, например openvpn, которая создает tun/tap, вычитывает из него данные, шифрует и переправляет по обычной сети на другой компьютер, где второй процесс openvpn принимает данные, расшифровывает и записывает в свой tun/tap, имитируя прямое сетевое соединение между удаленными компьютерами. Как и 95% всех сетевых возможностей linux tun/tap можно управлять с помошью утилиты ip. Пример использования tun из python можно найти тут kharkovpromenade. Tun используются для создания сетевых интерфейсов виртуальынх машин.
iptables — система управления сетевым трафиком в linux. Обеспечивает фильтрация и модификацию трафика, управление сетевыми соединениями, etc. Возможности iptables чрезвычайно обширные и описывать даже примерно я их не буду, приведу только команды, позволяющие увидеть все правила на компьютере:
# iptables -t nat -S
# iptables -t filter -S
# iptables -t raw -S
# iptables -t mangle -S
# iptables -t nat -S
# iptables -t filter -S
# iptables -t raw -S
# iptables -t mangle -S
Все правила легко читаются даже без знания iptables.
Ок, с этим багажом уже можно разбираться с виртуальными сетями. Для большинства случаев нам не придется делать сети самостоятельно — libvirt берет эту работу на себя, предоставляя нам готовый результат. Начнем с устройства простейшей сети, которую со старта создает libvirt — defaults.
# virsh n
et-list
Name State Autostart
-----------------------------------------
default active yes
# virsh net-list
Name State Autostart
-----------------------------------------
default active yes
Описание этой сети можно получить с помощью следующих команд:
# virsh net-info default
Name default
UUID c598e36f-31fd-672e-09e3-2cbe061cd606
Active: yes
Persistent: yes
Autostart: yes
Bridge: virbr0
# virsh net-dumpxml default
# virsh net-info default
Name default
UUID c598e36f-31fd-672e-09e3-2cbe061cd606
Active: yes
Persistent: yes
Autostart: yes
Bridge: virbr0
# virsh net-dumpxml default
mode='nat'/>
name='virbr0' stp='on' delay='0' />
address='192.168.122.1' netmask='255.255.255.0'>
start='192.168.122.40' end='192.168.122.254' />
default
c598e36f-31fd-672e-09e3-2cbe061cd606
Тот же самый результат можно получить и из python:
import libvirt
from xml.etree.ElementTree import fromstring
conn = libvirt.open("qemu:///system")
net = conn.networkLookupByName('default')
xml = fromstring(net.XMLDesc(0))
print "default net addr =", xml.find('ip').attrib['address']
print "default net mask =", xml.find('ip').attrib['netmask']
print "default net bridge =", xml.find('bridge').attrib['name']
import libvirt
from xml.etree.ElementTree import fromstring
conn = libvirt.open("qemu:///system")
net = conn.networkLookupByName('default')
xml = fromstring(net.XMLDesc(0))
print "default net addr =", xml.find('ip').attrib['address']
print "default net mask =", xml.find('ip').attrib['netmask']
print "default net bridge =", xml.find('bridge').attrib['name 9;]
Еще один важный компонент сети — dnsmasq:
$ ps aux | grep dnsmasq | grep -v grep
nobody 4503 0.0 0.0 25836 976 ? S 02:08 0:00
dnsmasq --strict-order --bind-interfaces
--pid-file=/var/run/libvirt/network/default.pid
--conf-file= --except-interface lo
--listen-address 192.168.122.1
--dhcp-range 192.168.122.40,192.168.122.254
--dhcp-leasefile=/var/lib/libvirt/dnsmasq/default.leases
--dhcp-lease-max=215 --dhcp-no-override
$ ps aux | grep dnsmasq | grep -v grep
nobody 4503 0.0 0.0 25836 976 ? S 02:08 0:00
dnsmasq --strict-order --bind-interfaces
--pid-file=/var/run/libvirt/network/default.pid
--conf-file= --except-interface lo
--listen-address 192.168.122.1
--dhcp-range 192.168.122.40,192.168.122.254
--dhcp-leasefile=/var/lib/libvirt/dnsmasq/default.leases
--dhcp-lease-max=215 --dhcp-no-override
Конфигурационные файлы сетей хранятся в /var/lib/libvirt/network:
$ ls -l /var/lib/libvirt/network/
total 4
-rw-r--r-- 1 root root 543 2011-12-24 02:08 default.xml
$ ls -l /var/lib/libvirt/network/
total 4
-rw-r--r-- 1 root root 543 2011-12-24 02:08 default.xml
Итак — что получилось в итоге. Вот эта строка конфигурационного файла:
type="network">
network="default" />
mode="nat" />
dev="vnet7" />
address="{mac}" />
Подключила eth0 нашей виртуальной машины к бриджу virbr0 сети default. Эта сеть имеет маску 192.168.122.0/24, подключена через NAT к внешнему миру и обслуживается dhcp сервером. Причем сам virbr0 имеет ip 192.168.122.1 и служит гейтом для этой сети. Адреса из диапазона 192.168.122.2-192.168.122.40 я ранее зарезервировал для ручного распределения, отредактировав и перезапустив сеть.
Теперь вернемся к начальному вопросу — как программно узнать ip адрес, выданный нашей виртуалке? Есть три основных способа:
- Если с виртуальной машиной уже был обмен данными, то можно посмотреть в кеше маршрутизации 'ip route show cache | grep virbr0' или в кеше аппаратных адресов — 'arp -na'. Способ наименее надежный, так как если обмена не было кеши будут пустые.
- Достать информацию из базы dhcp сервера — leases. Для dnsmasq это по умолчанию файл /var/lib/libvirt/dnsmasq/default.leases:
$ cat /var/lib/libvirt/dnsmasq/default.leases
1324718340 00:44:01:61:78:01 192.168.122.99 * *
$ cat /var/lib/libvirt/dnsmasq/default.leases
1324718340 00:44:01:61:78:01 192.168.122.99 * *
В при