network namespace与veth pair

原文：https://yq.aliyun.com/articles/64855

network namespace与veth pair

作者

digoal

日期

2016-11-10

标签

namespace , veth pair , OpenvSwitch , OVS , bridge , VLAN , VM , 虚拟化 , 虚拟网桥

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背景

在Linux虚拟化技术中，网络层面，通常除了网桥或虚拟交换机技术外。

还有一个重要的就是namespace和veth pair。

net namespace主要是隔离网络设备本身，例如在Linux 中有多个容器，每个容器对应各自的namespace，我们可以把不同的网络设备指派给不同的容器。

veth pair你可以理解为使用网线连接好的两个接口，把两个端口放到两个namespace中，那么这两个namespace就能打通。

如果要把namespace和本地网络打通，也可以创建veth设备，把两端分别放入本地和namespace。

下面是例子

http://www.cnblogs.com/hustcat/p/3928261.html

network namespace

创建network namespace

# ip netns add blue # ip netns list blue

添加网口到namespace

先创建veth

# ip link add veth0 type veth peer name veth1

在当前namespace可以看到veth0和veth1

# ip link list 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000 link/ether 00:0c:29:b2:cf:72 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff 3: veth1: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000 link/ether ae:0d:00:e1:11:38 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff 4: veth0: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN qlen 1000 link/ether 42:e7:50:d4:bb:c5 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

将veth1加到namespace “blue”

# ip link set veth1 netns blue

此时，当前namepapce只能看到veth0。

通过如下命令可以查看blue namespace的网口

# ip netns exec blue ip link list

配置network namespace的网口

通过ip netns exec可以配置namespace的网口

# ip netns exec blue ifconfig veth1 172.17.42.2/16 up

network namespace的网口与物理网卡的通信

通过bridge来实现。参见veth pair一节。

主要参考

http://blog.scottlowe.org/2013/09/04/introducing-linux-network-namespaces/

veth pair

veth pair是用于不同network namespace间进行通信的方式，veth pair将一个network namespace数据发往另一个network namespace的veth。如下：

# add the namespaces ip netns add ns1 ip netns add ns2 # create the veth pair ip link add tap1 type veth peer name tap2 # move the interfaces to the namespaces ip link set tap1 netns ns1 ip link set tap2 netns ns2 # bring up the links ip netns exec ns1 ip link set dev tap1 up ip netns exec ns2 ip link set dev tap2 up

如果多个network namespace需要进行通信，则需要借助bridge：

# add the namespaces ip netns add ns1 ip netns add ns2 # create the switch BRIDGE=br-test brctl addbr $BRIDGE brctl stp $BRIDGE off ip link set dev $BRIDGE up # #### PORT 1 # create a port pair ip link add tap1 type veth peer name br-tap1 # attach one side to linuxbridge brctl addif br-test br-tap1 # attach the other side to namespace ip link set tap1 netns ns1 # set the ports to up ip netns exec ns1 ip link set dev tap1 up ip link set dev br-tap1 up # #### PORT 2 # create a port pair ip link add tap2 type veth peer name br-tap2 # attach one side to linuxbridge brctl addif br-test br-tap2 # attach the other side to namespace ip link set tap2 netns ns2 # set the ports to up ip netns exec ns2 ip link set dev tap2 up ip link set dev br-tap2 up #

内核实现

veth的实现与loopback interface类似，比较简单：

//drivers/net/veth.c static netdev_tx_t veth_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev) { struct net_device *rcv = NULL; struct veth_priv *priv, *rcv_priv; priv = netdev_priv(dev); rcv = priv->peer; rcv_priv = netdev_priv(rcv); stats = this_cpu_ptr(priv->stats); length = skb->len; //转发给peer if (dev_forward_skb(rcv, skb) != NET_RX_SUCCESS) goto rx_drop;

NETIF_F_NETNS_LOCAL

NETIF_F_NETNS_LOCAL是网络设备的一个特性，设置该特性的网络设备，不允许在不同network namespace间移动。这类设备也叫做本地设备（local devices）。

Loopback，VXLAN，PPP，bridge都是这类设备。可以通过ethtool -k，或者ethtool –show- features查看该值：

# ethtool -k br0 netns-local: on [fixed]

如果对这类设备network namespace，会报下面的错误：

# ip link set br0 netns ns1 RTNETLINK answers: Invalid argument

参考《Resource management:Linux kernel Namespaces and cgroups》

主要参考

http://www.opencloudblog.com/?p=66