如何使用虚拟接口和网桥在 Linux 上创建虚拟 LAN？

Question

我想在 Linux 上创建一个 LAN 来运行一些实验。这主要是一个学习练习，所以我不想使用真正的以太网接口等。看起来我可以创建虚拟接口并将它们连接到桥接接口来做到这一点。每个虚拟接口都是 LAN 上的一个端点，而桥接器的作用就像一个以太网交换机。这是我创建 LAN 的方式：

ip link add dummy1 type dummy
ip link add dummy2 type dummy
ip link add br0 type bridge
ip link set dummy1 arp on
ip link set dummy2 arp on
ip link set dev dummy1 master br0
ip link set dev dummy2 master br0
ip address add 10.0.2.1/24 broadcast + dev br0
ip address add 10.0.2.2/24 broadcast + dev dummy1
ip address add 10.0.2.3/24 broadcast + dev dummy2
ip link set dummy1 up
ip link set dummy2 up
ip link set br0 up

我可以看到链接已启动（谷歌搜索说“状态未知”是预期的）：

$ ip link
...
6: dummy1: <BROADCAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master br0 state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether fa:b9:0e:8e:a7:1f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
7: dummy2: <BROADCAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue master br0 state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 7a:5d:8e:2b:76:d6 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
8: br0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
    link/ether 7a:5d:8e:2b:76:d6 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

并且地址是预期的。但是ping，arping并不起作用。换句话说，以下没有一个报告响应：

ping -I dummy1 10.0.2.3
arping -I dummy1 10.0.2.3

ping -I dummy2 10.0.2.2
arping -I dummy2 10.0.2.2

在虚拟接口上运行 wireshark 会显示ping并arping生成数据包，仅此而已。

看起来网桥知道 MAC 地址：

$ brctl showmacs br0
port no mac addr        is local?   ageing timer
  2 7a:5d:8e:2b:76:d6   yes        0.00
  2 7a:5d:8e:2b:76:d6   yes        0.00
  1 fa:b9:0e:8e:a7:1f   yes        0.00
  1 fa:b9:0e:8e:a7:1f   yes        0.00

但是，我认为网桥不会从dummy1to转发帧，dummy2反之亦然。

我应该怎么做才能使网桥转发帧，或者除了使用虚拟接口之外，是否还有其他不同的方式来构建这个 LAN？

Answer 1

虚拟接口被称为“虚拟”，因为它们实际上并不工作。它们的唯一用途（我知道）是允许长期存在的应用程序绑定到它们，因此您可以移动它们并将它们桥接到其他接口而不会中断应用程序。

您将无法使用虚拟接口构建虚拟 LAN。

相反，使用网络命名空间作为不同计算机（“主机”）的替代品，并将它们与虚拟以太网链接（veth 对）连接起来。

通过这种方式，您可以根据需要构建一个复杂的 LAN。以您想要的任何方式桥接它们，进行转发和 NAT，设置复杂的路由等。

作为起点，这是我用来创建网络命名空间的脚本，其中 veth-pair 连接到主命名空间，并在此命名空间中创建一个 xterm。以 root 身份运行，并将 USERNAME 替换为您的用户名：

#!/bin/bash

# Setup network namespace with veth pair, start xterm in it

# nsterm ns0 veth0 10.0.0 yellow 24

if [[ $EUID -ne 0 ]]; then
   echo "This script must be run as root" 1>&2
   exit 1
fi

NS=${1:-ns0}
DEV=${2:-veth0}
DEV_A=${DEV}a
DEV_B=${DEV}b
ADDR=${3-:10.0.0}
ADDR_A=${ADDR}.254
ADDR_B=${ADDR}.1
MASK=${5:-24}
COL=${4:-yellow}

# echo ns=$NS dev=$DEV col=$COL mask=$MASK

ip netns add $NS
ip link add $DEV_A type veth peer name $DEV_B netns $NS
ip addr add $ADDR_A/$MASK dev $DEV_A
ip link set ${DEV}a up
ip netns exec $NS ip addr add $ADDR_B/$MASK dev $DEV_B
ip netns exec $NS ip link set ${DEV}b up
ip netns exec $NS ip route add default via $ADDR_A dev $DEV_B
ip netns exec $NS su -c "xterm -bg $COL &" USERNAME