net namespace實驗

来源:https://www.cnblogs.com/yezhh/archive/2019/07/26/11248897.html
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Net namespace實驗 在 Linux 中，網路名字空間可以被認為是隔離的擁有單獨網路棧（網卡、路由轉發表、iptables）的環境。網路名字空間經常用來隔離網路設備和服務，只有擁有同樣網路名字空間的設備，才能看到彼此。 network namespace 是實現網路虛擬化的重要功能，它能創 ...


Net namespace實驗

在 Linux 中，網路名字空間可以被認為是隔離的擁有單獨網路棧（網卡、路由轉發表、iptables）的環境。網路名字空間經常用來隔離網路設備和服務，只有擁有同樣網路名字空間的設備，才能看到彼此。 network namespace 是實現網路虛擬化的重要功能，它能創建多個隔離的網路空間，它們有獨自的網路棧信息。不管是虛擬機還是容器，運行的時候仿佛自己就在獨立的網路中

常用命令

comm 命令
ip netns add net1 添加namespace net1
ip netns help 獲取幫助
ip netns del n1 刪除namespace n1
ip netns ls 列出當前已有namespace

與net namespace相關的指令是ip netns後面跟具體指令
使用ip netns exec name子命令後面可以加上任何命令，表示在相應的namespace中執行相關命令，如：

root@mininet-vm:/home/mininet# ip netns exec n2 ip addr
1: lo: <LOOPBACK> mtu 65536 qdisc noop state DOWN group default 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00

可以執行ip netns exec n2 bash，之後所有指令都在指定namespace中執行而不需要加上ip netns exec name

root@mininet-vm:/home/mininet# ip netns exec n2 ip addr
1: lo: <LOOPBACK> mtu 65536 qdisc noop state DOWN group default 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
root@mininet-vm:/home/mininet# ip netns exec n2 bash
root@mininet-vm:/home/mininet# ip addr
1: lo: <LOOPBACK> mtu 65536 qdisc noop state DOWN group default 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
root@mininet-vm:/home/mininet# exit
exit
root@mininet-vm:/home/mininet# ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast 
.................

使用ip netns exec n2 bash --rcfile <(echo "PS1=\"namespace ns1>\"")可以修改命令行的首碼。

root@mininet-vm:/home/mininet# ip netns exec n2 bash --rcfile <(echo "PS1=\"namespace n2>\"")
namespace n2>

　namespace通信

使用 veth pair 進行通信

  1. 創建一對veth pair
    使用命令ip link add type veth創建一對veth pair，其預設名是veth0和veth1，使用ip link可查看鏈接
   root@mininet-vm:/home/mininet# ip link
.....
3: ovs-system: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN 
root@mininet-vm:/home/mininet # ip link add type veth
root@mininet-vm:/home/mininet # ip link
....
3: ovs-system: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN 
9: veth0@veth1: <BROADCAST,MULTICAST,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 12:e8:a5:43:c0:43 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
10: veth1@veth0: <BROADCAST,MULTICAST,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noop state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 9e:f8:c3:b9:af:ec brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
  1. 將veth pair的兩端分別放到兩個namespace
    使用命令ip link set veth0 netns n1和ip link set veth1 netns n2分別將veth0和veth1放到不同namespace
oot@mininet-vm:/home/mininet# ip link set veth0 netns n1
root@mininet-vm:/home/mininet# ip link set veth1 netns n2
root@mininet-vm:/home/mininet# ip netns exec n1 ip addr
1: lo: <LOOPBACK> mtu 65536 qdisc noop state DOWN group default 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
9: veth0@if10: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
    link/ether 12:e8:a5:43:c0:43 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
root@mininet-vm:/home/mininet# ip netns exec n2 ip addr
1: lo: <LOOPBACK> mtu 65536 qdisc noop state DOWN group default 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
10: veth1@if9: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
    link/ether 9e:f8:c3:b9:af:ec brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
  1. 為veth pair的兩端分別配置ip
    使用命令ip link set vethX up和ip addr add 10.0.0.10/24 dev vethX為veth pair配置ip，結果如下
# namespace 1
namespace ns1> ip link set veth0 up
namespace ns1> ip a
1: lo: <LOOPBACK> mtu 65536 qdisc noop state DOWN group default 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
9: veth0@if10: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 12:e8:a5:43:c0:43 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
namespace ns1> ip addr add 10.0.10.1/24 dev veth0
namespace ns1> ip a
1: lo: <LOOPBACK> mtu 65536 qdisc noop state DOWN group default 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
9: veth0@if10: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 12:e8:a5:43:c0:43 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.0.10.x1/24 scope global veth0
       valid_lft forever preferred_lft forever

# namespace 2
namespace n2>ip link set veth1 up
namespace n2>ip addr add 10.0.10/24 dev veth1
namespace n2>ip a
1: lo: <LOOPBACK> mtu 65536 qdisc noop state DOWN group default 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
10: veth1@if9: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state LOWERLAYERDOWN group default qlen 1000
link/ether 9e:f8:c3:b9:af:ec brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.0.10.0/24 scope global veth1
       valid_lft forever preferred_lft forever
  1. 測試兩個namespace之間的網路聯通狀態
    分別在n1和n2中嘗試ping
namespace ns1> ping 10.0.10.0 -c 1
PING 10.0.10.0 (10.0.10.0) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.0.10.0: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.035 ms
namespace n2>ping 10.0.10.1 -c 1
PING 10.0.10.1 (10.0.10.1) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.0.10.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.040 ms

  1. 其拓撲結構如下
    20190725185608.png
    veth pair可以用於兩個namespace之間的通信，但不適合用在多個namespace之間的通行

    利用bridge通信

  2. 在以上實驗基礎上，重新創建兩個namespace：n3、n4
root@mininet-vm:/home/mininet# ip netns add n3
root@mininet-vm:/home/mininet# ip netns add n4
root@mininet-vm:/home/mininet# ip netns ls
n4
n3
n1
n2
  1. 創建bridge
root@mininet-vm:/home/mininet# ip link add br0 type bridge
root@mininet-vm:/home/mininet# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default 
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:1e:27:79 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.117.128/24 brd 192.168.117.255 scope global eth0
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: ovs-system: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default 
    link/ether 72:f5:e5:5d:4d:ed brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
11: br0: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default 
    link/ether 76:d8:06:1a:b9:84 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
  1. 利用veth pair將bridge與n3、n4、n1連通
    創建3對veth pair
root@mininet-vm:/home/mininet# ip link add type veth
root@mininet-vm:/home/mininet# ip link add type veth
root@mininet-vm:/home/mininet# ip link add type veth
root@mininet-vm:/home/mininet# ip a
...
11: br0: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default 
    link/ether 76:d8:06:1a:b9:84 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
12: veth0@veth1: <BROADCAST,MULTICAST,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
    link/ether ea:98:b6:3c:46:60 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
13: veth1@veth0: <BROADCAST,MULTICAST,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
    link/ether f2:f6:d8:6b:31:1f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
14: veth2@veth3: <BROADCAST,MULTICAST,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
    link/ether 4a:7d:af:18:67:14 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
15: veth3@veth2: <BROADCAST,MULTICAST,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
    link/ether ca:b6:e4:eb:b7:15 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
16: veth4@veth5: <BROADCAST,MULTICAST,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
    link/ether f2:b3:5f:0e:3d:09 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
17: veth5@veth4: <BROADCAST,MULTICAST,M-DOWN> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
    link/ether 76:0c:87:b1:16:80 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

將br0和n1，n3，n4連接
這時候如果把veth0加入n1的話會報錯，因為n1裡面已經有了一個veth0，可以換成其他名稱的veth。
將veth pair放如br0的指令為ip link set dev veth3 master br0

  1. 測試n1-n4之間的連通狀態
    發現不同namespace之間無法ping通 。
    這個問題折騰了很久，後來多配置了幾次有可以了。應該是之前漏掉了幾個步驟，完整的步驟應該包括以下幾步：

    # 啟動網橋（網橋只需要啟動一次就行）
ip link set br0 up
# 創建vethpair
ip link add br-1 type veth peer name 1-br
#將vethpair分配給網橋和namespace
ip link set br-1 master br0
ip link set 1-br netns n1
#啟動veth
ip link set br-1 up
ip netns exec n1 ip link set 1-br up
# 為namespace中的veth設置ip
  ip netns exec n1 ip addr add 10.0.10.2/24 dev 1-br

    重新測試，發現三個namespace可以相互ping通。

上述網橋對應的veth的ip其實可以省略

  1. 其拓撲結構如下

    ### namespace內部與namespace外部通信
    預設情況下，namespace網路是隔離的，namespace內無法ping通namespace外的網路，可以通過veth pair打通網路狀態。
    當veth pair一端在namespace內部，一端在namespace外部時，namespace可以ping通位於外部的veth pair但無法ping同其他網路。

    參考資料

    https://cizixs.com/2017/02/10/network-virtualization-network-namespace/


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