kvm虚拟机网络有哪几个类型，KVM虚拟机的地址怎么来的

***：本文主要探讨两个关于KVM虚拟机的问题，一是KVM虚拟机网络类型，二是KVM虚拟机地址的来源。KVM虚拟机网络类型包括桥接网络、NAT网络、仅主机网络等多种类型，不同类型有着各自的网络连接特性。而KVM虚拟机地址来源与网络配置相关，例如在桥接网络下可从外部网络的DHCP获取或手动设置静态地址，NAT网络下由内部网络的相关设置来确定地址等。

本文目录导读：

1. KVM虚拟机网络类型概述
2. KVM虚拟机网络类型对地址获取的影响
3. KVM虚拟机网络类型与地址管理的安全考量

《深入探究KVM虚拟机地址来源：剖析KVM虚拟机网络类型》

KVM虚拟机网络类型概述

（一）桥接网络（Bridge Network）

1、原理

- 桥接网络模式下，KVM虚拟机的网络接口直接连接到宿主机所在的物理网络，就像是在物理网络中添加了一个新的网络设备一样，宿主机上的网络桥接设备（如Linux系统中的brctl创建的网桥）起到了连接物理网络接口和虚拟机网络接口的作用，当宿主机有一个物理网卡eth0时，可以创建一个网桥br0，将eth0添加到br0中，然后虚拟机的网络接口可以连接到br0，这样虚拟机就可以从物理网络的DHCP服务器获取IP地址，其IP地址与宿主机所在的物理网络处于同一网段。

- 在数据传输方面，桥接网络中的数据帧在虚拟机、宿主机和物理网络设备之间直接转发，从外部网络设备（如路由器、其他物理主机等）的角度来看，虚拟机就像是一个直接连接在物理网络中的独立主机，当外部网络中的一台主机向虚拟机发送一个数据帧时，数据帧首先到达宿主机的网桥，然后网桥根据目的MAC地址将数据帧转发到虚拟机的网络接口。

2、地址获取方式

- 当虚拟机使用桥接网络时，它的IP地址获取方式与物理主机在网络中的获取方式类似，如果物理网络中有DHCP服务器，虚拟机启动时会发送DHCP请求报文，这个报文通过宿主机的网桥转发到物理网络中，DHCP服务器收到请求后，会根据其配置为虚拟机分配一个IP地址，这个IP地址与物理网络中的其他设备处于同一网段，在一个192.168.1.0/24的网络中，虚拟机可能被分配到192.168.1.10这样的IP地址。

- 如果物理网络中没有DHCP服务器，管理员可以手动为虚拟机配置静态IP地址，这个静态IP地址也需要遵循物理网络的IP地址规划，包括子网掩码、网关和DNS服务器等设置，设置虚拟机的IP地址为192.168.1.20，子网掩码为255.255.255.0，网关为192.168.1.1，DNS服务器为8.8.8.8等。

3、应用场景

- 桥接网络适用于需要虚拟机完全融入物理网络的场景，在企业网络中，如果要将虚拟机作为服务器使用，如搭建Web服务器、邮件服务器等，并且希望这些虚拟机能够被物理网络中的其他设备直接访问，桥接网络是一个很好的选择，在开发环境中，如果开发人员需要在虚拟机中进行网络相关的开发和测试，并且需要与物理网络中的其他设备（如测试设备、存储设备等）进行通信，桥接网络也能满足需求。

（二）网络地址转换（NAT - Network Address Translation）网络

1、原理

- NAT网络模式下，KVM虚拟机通过宿主机的网络地址转换功能与外部网络进行通信，宿主机在这种模式下充当了虚拟机的网关，宿主机上会创建一个虚拟的网络接口（如virbr0），这个接口连接到一个内部的虚拟网络，虚拟机的网络接口连接到这个内部虚拟网络，当虚拟机要与外部网络通信时，数据报文从虚拟机发送到宿主机的虚拟网络接口，宿主机将虚拟机的内部IP地址转换为宿主机的外部IP地址（或者宿主机上指定的外部网络接口的IP地址），然后将报文发送到外部网络，反之，当外部网络有报文发往虚拟机时，宿主机接收到报文后，根据NAT表中的映射关系，将目的地址转换为虚拟机的内部IP地址，然后将报文转发到虚拟机。

- 虚拟机内部的IP地址可能是192.168.122.10，宿主机的外部IP地址是10.0.0.10，当虚拟机要访问外部网络中的一台服务器（如8.8.8.8）时，虚拟机发出的报文的源IP地址为192.168.122.10，经过宿主机的NAT转换后，源IP地址变为10.0.0.10，然后发送到外部网络。

2、地址获取方式

- 在NAT网络模式下，虚拟机的IP地址通常由宿主机上运行的虚拟网络管理程序（如libvirt）分配，一般情况下，内部虚拟网络使用私有IP地址段，如192.168.122.0/24，当虚拟机启动时，会从这个私有IP地址段中获取一个IP地址，虚拟机可能被分配到192.168.122.5这样的IP地址，这种地址分配方式不需要外部网络中有DHCP服务器，因为是由宿主机内部的机制进行分配的。

3、应用场景

- NAT网络适用于虚拟机不需要直接暴露在外部网络中的场景，在家庭网络环境中，如果用户想要在宿主机上运行多个虚拟机进行一些内部的测试或者运行一些小型的服务（如内部的文件共享服务），并且不希望这些虚拟机直接被外部网络访问，NAT网络是一个合适的选择，它可以保护虚拟机的安全，同时也方便虚拟机与外部网络进行有限的通信，如虚拟机可以通过宿主机的网络连接访问互联网进行软件更新等。

（三）仅主机（Host - Only）网络

1、原理

- 仅主机网络模式下，虚拟机只能与宿主机进行通信，不能直接与外部网络进行连接，宿主机上会创建一个仅主机网络的虚拟网络接口（如vnet0），虚拟机的网络接口连接到这个虚拟网络接口，在这种模式下，数据报文只在虚拟机和宿主机之间传输，当虚拟机向宿主机发送一个数据报文时，报文直接通过宿主机的仅主机网络接口到达宿主机；反之，当宿主机向虚拟机发送报文时，也是通过这个接口进行传输。

2、地址获取方式

- 与NAT网络类似，在仅主机网络模式下，虚拟机的IP地址通常由宿主机上的虚拟网络管理程序分配，一般会使用一个专门的私有IP地址段，如10.0.0.0/24，当虚拟机启动时，会从这个地址段中获取一个IP地址，例如10.0.0.10，由于仅主机网络是一个独立的内部网络，不需要与外部网络的IP地址分配机制（如DHCP服务器）进行交互。

3、应用场景

- 仅主机网络适用于一些特定的开发和测试场景，在进行一些与宿主机本地资源（如宿主机上的数据库服务、本地文件系统等）交互的开发工作时，不需要虚拟机与外部网络进行通信，或者在进行网络安全测试时，为了防止虚拟机的网络活动影响外部网络或者被外部网络攻击，可以将虚拟机设置为仅主机网络模式，在这个封闭的网络环境中进行安全测试。

KVM虚拟机网络类型对地址获取的影响

（一）网络隔离与地址空间

1、桥接网络的网络融合与公共地址空间

- 桥接网络使虚拟机融入物理网络，这意味着虚拟机与物理网络中的其他设备共享地址空间，从地址分配的角度来看，虚拟机的IP地址获取依赖于物理网络的整体规划，如果物理网络采用动态分配（如DHCP），虚拟机就可以通过与物理网络中的其他设备相同的机制获取地址，这种共享地址空间的方式在一定程度上实现了网络的融合，但也带来了一些安全风险，如果虚拟机的安全防护不到位，可能会被物理网络中的其他设备攻击，因为它们在同一网络层面。

- 在企业网络中，为了确保网络的安全性和可管理性，可能需要对桥接网络中的虚拟机进行额外的安全配置，如防火墙设置、VLAN划分等，由于虚拟机与物理网络共享地址空间，网络管理员需要对整个网络的IP地址进行统一规划，以避免IP地址冲突等问题。

2、NAT网络的内部隔离与私有地址空间

- NAT网络通过宿主机的NAT功能将虚拟机与外部网络隔离，虚拟机使用私有地址空间，这种内部隔离的方式使得虚拟机在内部网络中有相对独立的地址分配机制，私有地址空间的使用可以有效地保护虚拟机的内部网络结构，防止外部网络直接访问虚拟机，从地址获取的角度来看，由于不需要依赖外部网络的DHCP服务器，虚拟机的地址分配更加灵活和可控，宿主机可以根据内部网络的需求，自行分配IP地址给虚拟机。

- 这种隔离也带来了一些限制，外部网络中的设备不能直接访问NAT网络中的虚拟机，除非在宿主机上进行特定的端口转发设置，这在某些需要外部访问虚拟机服务的场景下，需要额外的配置工作。

3、仅主机网络的完全隔离与独立地址空间

- 仅主机网络实现了虚拟机与外部网络的完全隔离，虚拟机在一个独立的地址空间中运行，这个独立的地址空间只用于虚拟机和宿主机之间的通信，这种高度的隔离性在某些安全要求极高的场景下非常有用，如在进行恶意软件分析时，可以将分析环境设置为仅主机网络，防止恶意软件通过网络传播到外部网络。

- 从地址获取的角度来看，由于仅主机网络的独立性，其地址分配完全由宿主机内部机制控制，但这种独立性也意味着虚拟机不能直接利用外部网络的资源，如互联网访问等，除非在宿主机上设置代理或者网络共享等额外的功能。

（二）地址分配的灵活性与局限性

1、桥接网络地址分配的灵活性与局限性

- 桥接网络在地址分配上的灵活性体现在，虚拟机可以从物理网络中的DHCP服务器获取地址，这使得虚拟机的地址获取非常方便，尤其是在大型企业网络中，已经有完善的DHCP服务基础设施的情况下，管理员也可以为虚拟机手动配置静态IP地址，以满足特定的网络需求，如为虚拟机分配固定的IP地址以便于网络管理和服务访问。

- 桥接网络的局限性在于其对物理网络的依赖，如果物理网络的DHCP服务器出现故障或者物理网络的网络结构发生变化（如子网掩码改变、网关改变等），可能会影响虚拟机的地址获取和网络通信，如前面提到的，桥接网络的安全性相对较低，需要更多的安全措施来保护虚拟机。

2、NAT网络地址分配的灵活性与局限性

- NAT网络在地址分配上具有较高的灵活性，宿主机可以根据内部虚拟网络的需求自由分配IP地址给虚拟机，不需要依赖外部网络的DHCP服务器，宿主机可以通过调整NAT规则来控制虚拟机与外部网络的通信，可以限制虚拟机对某些外部网络的访问权限。

- 其局限性在于，由于NAT的存在，外部网络不能直接访问虚拟机，这在一些需要外部直接访问虚拟机服务的场景下需要额外的配置，随着虚拟机数量的增加，宿主机上的NAT转换表可能会变得庞大，可能会影响网络性能。

3、仅主机网络地址分配的灵活性与局限性

- 仅主机网络的地址分配灵活性在于宿主机可以根据自己的需求为虚拟机分配地址，并且由于其独立的网络环境，不需要考虑与外部网络的兼容性，这种网络模式非常适合在宿主机本地进行一些简单的开发和测试工作。

- 其局限性是虚拟机无法直接与外部网络通信，这限制了其应用范围，如果需要访问外部网络资源，如从互联网下载软件包等，需要在宿主机上进行复杂的网络共享或代理设置。

KVM虚拟机网络类型与地址管理的安全考量

（一）桥接网络的安全风险与应对措施

1、安全风险

- 桥接网络中的虚拟机直接暴露在物理网络中，面临着来自物理网络中其他设备的安全威胁，其他设备可能会对虚拟机进行端口扫描、恶意攻击等，由于虚拟机与物理网络共享地址空间，如果虚拟机的安全配置不当，如防火墙未开启或者存在漏洞，可能会被攻击者利用，从而影响整个物理网络的安全。

- 在桥接网络中，如果虚拟机被赋予了较高的网络权限，如可以直接访问物理网络中的关键服务器，一旦虚拟机被入侵，可能会对这些关键服务器造成损害。

2、应对措施

- 应该在虚拟机上安装防火墙，并根据虚拟机的功能和需求进行合理的规则配置，只允许必要的端口进行通信，禁止不必要的入站和出站连接，对虚拟机进行安全更新和漏洞修复，确保虚拟机操作系统的安全性，在物理网络中，可以利用VLAN技术将虚拟机划分到独立的虚拟局域网中，减少来自物理网络中其他设备的安全威胁，还可以在物理网络的边界设置入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS），对进出虚拟机的网络流量进行监控和防御。

（二）NAT网络的安全特性与潜在威胁

1、安全特性

- NAT网络通过宿主机的NAT功能对虚拟机进行了一定程度的保护，外部网络不能直接访问虚拟机的内部IP地址，这使得虚拟机在一定程度上免受外部网络的攻击，即使外部网络中有恶意的攻击者试图扫描虚拟机的端口，由于无法直接访问虚拟机的内部IP地址，攻击会被宿主机的NAT功能所阻挡。

- 由于虚拟机使用私有地址空间，内部网络结构相对隐蔽，增加了网络的安全性。

2、潜在威胁

- 如果宿主机被入侵，由于宿主机在NAT网络中充当了虚拟机的网关，攻击者可能会通过宿主机的NAT机制获取对虚拟机的访问权限，攻击者可能会修改宿主机上的NAT规则，从而绕过虚拟机的安全防护，访问虚拟机内部的资源，在NAT网络中，如果虚拟机之间的通信没有进行适当的安全防护，如虚拟机之间没有安装防火墙或者进行加密通信，也可能会存在安全风险。

（三）仅主机网络的安全优势与局限

1、安全优势

- 仅主机网络的最大安全优势在于其完全隔离性，虚拟机只能与宿主机进行通信，这在很大程度上防止了外部网络对虚拟机的攻击，在进行一些涉及敏感数据的操作时，如密码破解测试（在合法和道德的范围内），可以将测试环境设置为仅主机网络，避免测试过程中的数据泄露和外部干扰。

2、局限

- 仅主机网络的安全局限在于宿主机本身的安全性对虚拟机的影响很大，如果宿主机被入侵，由于虚拟机与宿主机在同一个内部网络中，虚拟机的安全也会受到威胁，由于虚拟机不能直接与外部网络进行通信，在需要与外部网络进行安全数据交换（如从安全的外部服务器下载加密密钥等）时，需要非常谨慎地设置宿主机上的代理或共享机制，以确保安全。

KVM虚拟机的网络类型（桥接网络、NAT网络、仅主机网络）对虚拟机的地址获取有着不同的影响，桥接网络使虚拟机融入物理网络获取地址，NAT网络通过宿主机内部机制在私有地址空间为虚拟机分配地址，仅主机网络在独立的内部地址空间为虚拟机分配地址，不同的网络类型在网络隔离、地址分配灵活性和安全性等方面各有优劣，在实际应用中，需要根据具体的需求，如网络融合需求、安全需求、应用场景等，选择合适的KVM虚拟机网络类型来确保虚拟机的正常运行和网络安全。