Linux bridge开启hairpin模拟测试macvlan vepa模式

看到网上介绍可以通过Linux bridge 开启hairpin方式测试macvlan vepa模式，但是没有找到详细资料。我尝试测试总提示错误信息，无法实现，经过几天的研究，我总算实现模拟测试，记录如下：

参考

1.Linux Macvlan
2.图解几个与Linux网络虚拟化相关的虚拟网卡-VETH/MACVLAN/MACVTAP/IPVLAN
3.kube-proxy IPVS 模式的工作原理
4.Linux brctl 命令，虚拟网络设备 LinuxBridge 管理工具
5.Linux 虚拟网络设备 bridge
6.Linux虚拟网络设备—之使用Veth pair连接linux网桥bridge
7.brctl快速入门与基础

环境

1. 操作系统

Centos7.9

2. 安装包

安装测试环境需要的包

[root@centos7-10 ~]# yum install -y net-tools iputils telnet traceroute iproute bridge-utils NetworkManager
  • net-tools：netstat命令
  • iputils：ping命令
  • telnet：telnet命令
  • traceroute：traceroute命令
  • iproute：ip命令
  • bridge-utils：brctl命令
  • NetworkManager 网络管理命令

如果是ubuntu 命令如下：

apt install -y net-tools inetutils-ping telnet traceroute iproute2 bridge-utils network-manager

Linux bridge 介绍

Bridge概念详见：Linux brctl 命令，虚拟网络设备 LinuxBridge 管理工具

Macvlan 介绍

Macvlan概念详见：Linux brctl 命令，虚拟网络设备 LinuxBridge 管理工具

模拟测试

1. 测试流程

因交换不支持802.1q，故采用Linux bridge开启hairpin方式，模拟测试macvlan vepa模式，步骤如下：

  • 创建Linux bridge br0
  • 创建veth pair：veth0和veth0_1
  • veth0加入br0
  • veth0_1作为父网卡，创建两个macvlan子网卡veth0_1.101****和veth0_1.102，模式vepa
  • 创建两个namespace：ns101和ns102
  • veth0_1.101加入ns101，配置IP 10.211.55.101，启用
  • veth0_1.102加入ns102，配置IP 10.211.55.102，启用
  • 测试br0下关闭和开启接口veth0 hairpin时，macvlan vepa网络通讯情况

详见下图：
在这里插入图片描述

2. 创建Linux bridge br0

  • 查看当前bridge
[root@centos7-18 ~]# brctl show
bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces
virbr0          8000.5254009f1377       yes             virbr0-nic
  • 创建bridge br0
// 创建br0
[root@centos7-18 ~]# brctl addbr br0
// 启用br0
[root@centos7-18 ~]# ip link set br0 up
// 查看bridge
[root@centos7-18 ~]# brctl show
bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces
br0             8000.000000000000       no
virbr0          8000.5254009f1377       yes             virbr0-nic

3. 创建veth pair：veth0和veth0_1

  • 查看当前网卡
[root@centos7-18 ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00inet 127.0.0.1/8 scope host lovalid_lft forever preferred_lft foreverinet6 ::1/128 scope host valid_lft forever preferred_lft forever
2: enp0s5: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000link/ether 00:1c:42:60:87:b2 brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet 10.211.55.18/24 brd 10.211.55.255 scope global enp0s5valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fdb2:2c26:f4e4:0:21c:42ff:fe60:87b2/64 scope global mngtmpaddr dynamic valid_lft 2591486sec preferred_lft 604286secinet6 fe80::21c:42ff:fe60:87b2/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
3: enp0s6: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000link/ether 00:1c:42:d1:70:62 brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet 10.211.55.21/24 brd 10.211.55.255 scope global noprefixroute dynamic enp0s6valid_lft 1322sec preferred_lft 1322secinet6 fdb2:2c26:f4e4:0:2a52:f262:86d:6cd5/64 scope global noprefixroute dynamic valid_lft 2591486sec preferred_lft 604286secinet6 fe80::bfab:127:7500:dd3c/64 scope link noprefixroute valid_lft forever preferred_lft forever
4: virbr0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc noqueue state DOWN group default qlen 1000link/ether 52:54:00:9f:13:77 brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet 192.168.122.1/24 brd 192.168.122.255 scope global virbr0valid_lft forever preferred_lft forever
5: virbr0-nic: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc pfifo_fast master virbr0 state DOWN group default qlen 1000link/ether 52:54:00:9f:13:77 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
6: br0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000link/ether 86:13:97:70:a2:e2 brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet6 fe80::8413:97ff:fe70:a2e2/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
[root@centos7-18 ~]#
  • 创建虚拟网卡veth0和veth0_1
// 创建veth0和veth0_1
[root@centos7-18 ~]# ip link add veth0 type veth peer name veth0_1
// 启用veth0和veth0_1
[root@centos7-18 ~]# ip link set veth0 up
[root@centos7-18 ~]# ip link set veth0_1 up
// 查看veth
[root@centos7-18 ~]# ip a | grep -A4 veth0
7: veth0_1@veth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000link/ether 7a:87:ef:c6:77:9b brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet6 fe80::7887:efff:fec6:779b/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
8: veth0@veth0_1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000link/ether 86:08:8e:91:09:fe brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet6 fe80::8408:8eff:fe91:9fe/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
[root@centos7-18 ~]#

4. veth0加入br0

// veth0加入br0
[root@centos7-18 ~]# brctl addif br0 veth0
[root@centos7-18 ~]# brctl show
bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces
br0             8000.86088e9109fe       no              veth0
virbr0          8000.5254009f1377       yes             virbr0-nic

5. veth0_1作为父网卡，创建两个macvlan子网卡veth0_1.101和veth0_1.102，模式vepa

  • 父网卡 veth0_1
  • 子网卡 veth0_1.101
  • 子网卡 veth0_1.102
// 创建两个macvlan子网卡veth0_1.101和veth0_1.102，模式vepa
[root@centos7-18 ~]# ip link add link veth0_1 name veth0_1.101 type macvlan mode vepa
[root@centos7-18 ~]# ip link add link veth0_1 name veth0_1.102 type macvlan mode vepa
// 查看创建结果
[root@centos7-18 ~]# ip a | grep -A5 veth0
7: veth0_1@veth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000link/ether 7a:87:ef:c6:77:9b brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet6 fe80::7887:efff:fec6:779b/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
8: veth0@veth0_1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master br0 state UP group default qlen 1000link/ether 86:08:8e:91:09:fe brd ff:ff:ff:ff:ff:ffinet6 fe80::8408:8eff:fe91:9fe/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
9: veth0_1.101@veth0_1: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000link/ether b2:3e:6e:ae:74:57 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
10: veth0_1.102@veth0_1: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000link/ether 22:f8:d5:8b:c1:63 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

6. 创建两个namespace：ns101和ns102

// 创建ns101和ns102
[root@centos7-18 ~]# ip netns add ns101
[root@centos7-18 ~]# ip netns add ns102
// 查看结果
[root@centos7-18 ~]# ip netns list
ns102
ns101

7. veth子网卡加入namespace，配置网卡并启用

ns101和ns102网络隔离，将两个macvlan子网卡（veth0_1.101和veth0_1.102）分别加入其中

  • veth0_1.101加入ns101，配置IP 10.211.55.101，启用
// veth0_1.101加入ns101
[root@centos7-18 ~]# ip link set veth0_1.101 netns ns101
// 查看ns101的网卡
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns101 ip a
1: lo: <LOOPBACK> mtu 65536 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
9: veth0_1.101@if7: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000link/ether b2:3e:6e:ae:74:57 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0

// ns101启用lo。不启用ping自己的IP，会不通
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns101 ip link set lo up
// ns101配置IP 10.211.55.101
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns101 ip addr add 10.211.55.101/24 dev veth0_1.101
// ns101启用veth0_1.101。
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns101 ip link set veth0_1.101 up

// 查看ns101 网卡
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns101 ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00inet 127.0.0.1/8 scope host lovalid_lft forever preferred_lft foreverinet6 ::1/128 scope host valid_lft forever preferred_lft forever
9: veth0_1.101@if7: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000link/ether b2:3e:6e:ae:74:57 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0inet 10.211.55.101/24 scope global veth0_1.101valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::b03e:6eff:feae:7457/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
[root@centos7-18 ~]# 
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns101 ping -c2 10.211.55.101
PING 10.211.55.101 (10.211.55.101) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.211.55.101: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.037 ms
64 bytes from 10.211.55.101: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.058 ms--- 10.211.55.101 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 999ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.037/0.047/0.058/0.012 ms
  • veth0_1.102加入ns102，配置IP 10.211.55.102，启用
// veth0_1.102加入ns102
[root@centos7-18 ~]# ip link set veth0_1.102 netns ns102
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns102 ip link set lo up
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns102 ip addr add 10.211.55.102/24 dev veth0_1.102
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns102 ip link set veth0_1.102 up
[root@centos7-18 ~]# 

// 查看ns102 网卡
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns102 ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00inet 127.0.0.1/8 scope host lovalid_lft forever preferred_lft foreverinet6 ::1/128 scope host valid_lft forever preferred_lft forever
10: veth0_1.102@if7: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000link/ether 22:f8:d5:8b:c1:63 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0inet 10.211.55.102/24 scope global veth0_1.102valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::20f8:d5ff:fe8b:c163/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever

[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns102 ping -c2 10.211.55.102
PING 10.211.55.102 (10.211.55.102) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.211.55.102: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.035 ms
64 bytes from 10.211.55.102: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.055 ms--- 10.211.55.102 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 999ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.035/0.045/0.055/0.010 ms
[root@centos7-18 ~]#

8. 模拟测试macvlan vepa网络通讯情况

测试br0在关闭和开启接口veth0 hairpin时，macvlan vepa网络通讯情况

  • br0关闭veth0 hairpin时（默认状态是off），macvlan子网卡无法互相访问
// ns101 无法ping通 ns102的10.211.55.102
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns101 ip a | grep veth
9: veth0_1.101@if7: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000inet 10.211.55.101/24 scope global veth0_1.101
[root@centos7-18 ~]# 
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns101 ping -c2 10.211.55.102
PING 10.211.55.102 (10.211.55.102) 56(84) bytes of data.
From 10.211.55.18 icmp_seq=1 Destination Host Unreachable
From 10.211.55.18 icmp_seq=2 Destination Host Unreachable--- 10.211.55.102 ping statistics ---
2 packets transmitted, 0 received, +2 errors, 100% packet loss, time 1000ms
// ns102 无法ping通 ns101的10.211.55.101
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns102 ip a | grep veth
10: veth0_1.102@if7: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000inet 10.211.55.102/24 scope global veth0_1.102
[root@centos7-18 ~]# 
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns102 ping -c2 10.211.55.101
PING 10.211.55.101 (10.211.55.101) 56(84) bytes of data.
From 10.211.55.18 icmp_seq=1 Destination Host Unreachable
From 10.211.55.18 icmp_seq=2 Destination Host Unreachable--- 10.211.55.101 ping statistics ---
2 packets transmitted, 0 received, +2 errors, 100% packet loss, time 999ms
  • br0开启veth0 hairpin时，macvlan子网卡经过br0转发，macvlan子网卡可以互相访问
    • 开启veth0 hairpin
    • 测试macvaln网络联通性
// 开启hairpin
[root@centos7-18 ~]# brctl hairpin br0 veth0 on
// 查看br0的veth0开启hairpin结果
[root@centos7-18 ~]# bridge -d link  | grep -A5 veth0
8: veth0 state UP @veth0_1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 master br0 state forwarding priority 32 cost 2 hairpin on guard off root_block off fastleave off learning on flood on mcast_flood on 
[root@centos7-18 ~]# 

// ns101 可以ping通 ns102的10.211.55.102
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns101 ip a | grep -A5 veth0
9: veth0_1.101@if7: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000link/ether b2:3e:6e:ae:74:57 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0inet 10.211.55.101/24 scope global veth0_1.101valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::b03e:6eff:feae:7457/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
[root@centos7-18 ~]# 
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns101 ping -c2 10.211.55.102
PING 10.211.55.102 (10.211.55.102) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.211.55.102: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.048 ms
64 bytes from 10.211.55.102: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.095 ms--- 10.211.55.102 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1000ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.048/0.071/0.095/0.024 ms
[root@centos7-18 ~]# 
// ns102 可以ping通 ns101的10.211.55.101
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns102 ip a | grep -A5 veth0
10: veth0_1.102@if7: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default qlen 1000link/ether 22:f8:d5:8b:c1:63 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff link-netnsid 0inet 10.211.55.102/24 scope global veth0_1.102valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::20f8:d5ff:fe8b:c163/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever
[root@centos7-18 ~]# 
[root@centos7-18 ~]# ip netns exec ns102 ping -c2 10.211.55.101
PING 10.211.55.101 (10.211.55.101) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.211.55.101: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.047 ms
64 bytes from 10.211.55.101: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.077 ms--- 10.211.55.101 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1001ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.047/0.062/0.077/0.015 ms
[root@centos7-18 ~]#

总结

通过Linux bridge 开启接口hairpin的方式，模拟macvlan vepa在外部交换支持802.1q的情况下，同一父网卡下的多个子网卡之间是可以通讯的。

之所以使用bridge、veth pair和macvlan组合进行模拟测试，是因为macvlan的父网卡不能属于其它bridge，如果尝试加入会报以下错误信息：

[root@centos7-18 ~]# brctl addif br0 veth0_1
device veth0_1 is already a member of a bridge; can't enslave it to bridge br0.
[root@centos7-18 ~]#

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双非本科求职_面试经验_上集

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前言 后知后觉开始找实习&#xff0c;也马上进入秋招&#xff0c;写此文一方面是记录一下我的面试经历作为复盘&#xff0c;另一方面也给同样在广州&#xff0c;双非二本的同志一个参考&#xff08;快来看菜鸟&#xff09;&#xff0c;从而获得一定的动力和自信&#xff0c;毕…
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面试题：JVM 对锁都进行了哪些优化？

面试题：JVM 对锁都进行了哪些优化？

文章目录 锁优化自旋锁和自适应自旋锁消除锁粗化逃逸分析方法逃逸线程逃逸通过逃逸分析&#xff0c;编译器对代码的优化 锁优化 jvm 在加锁的过程中&#xff0c;会采用自旋、自适应、锁消除、锁粗化等优化手段来提升代码执行效率。 自旋锁和自适应自旋 现在大多的处理器都是…
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【方案】如何利用大数据+云计算技术打造智能环境监控系统？

【方案】如何利用大数据+云计算技术打造智能环境监控系统？

小编在之前的文章中也提到过基于云计算的环境智能监控系统是什么样的&#xff0c;收到了很多朋友的关注&#xff0c;今天小编就再次根据智能监控为切入点&#xff0c;深入讲解智能环境监控系统方案的详细落实。 1、传感器节点&#xff1a;首先需要选择适合应用场景的各类传感器…
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【ArduinoOTA无线（OTA）更新的EASY指南】

【ArduinoOTA无线（OTA）更新的EASY指南】

【ArduinoOTA无线&#xff08;OTA&#xff09;更新的EASY指南】 1. 前言2. 了解 ESP32 的 ArduinoOTA3. 无线更新案例4. ArduinoOTA入门5. 安装必备组件6. 设置硬件7. ESP32 OTA 的最低代码8. 按照我们的流程学习Arduino编程➜9. 这对OTA来说非常重要10. 通过无线方式将草图上传…
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渗透实验 XSS和SQL注入（Lab3.0)

渗透实验 XSS和SQL注入（Lab3.0)

windows server2003IIS搭建 配置2003的虚拟机 1、利用AWVS扫描留言簿网站&#xff08;安装见参考文档0.AWVS安装与使用.docx&#xff09;&#xff0c;发现其存在XSS漏洞&#xff0c;截图。 2、 Kali使用beef生成恶意代码 cd /usr/share/beef-xss./beef执行上面两条命令 …
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【小沐学Python】Python实现Web服务器（aiohttp）

【小沐学Python】Python实现Web服务器（aiohttp）

文章目录 1、简介2、下载和安装3、代码测试3.1 客户端3.2 服务端 4、更多测试4.1 asyncio4.2 aiohttpHTTP服务器4.3 aiohttp爬虫实例4.4 aiohttprequests比较 结语 1、简介 https://github.com/aio-libs/aiohttp https://docs.aiohttp.org/en/stable/index.html Asynchronous …
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