kvm虚拟机网络有哪几个类型，kvm虚拟机网络

***：本文聚焦于KVM虚拟机网络，主要探讨其网络类型。KVM虚拟机网络类型多样，不同类型有着各自的特点与应用场景。这些网络类型在构建KVM虚拟机网络环境时起着关键作用，影响着虚拟机与外部网络的连接、通信效率以及安全性等多方面性能。对KVM虚拟机网络类型的深入了解有助于更好地进行虚拟机的网络配置与管理，满足不同用户在不同应用需求下的网络需求。

本文目录导读：

1. KVM虚拟机网络类型概述
2. 不同KVM虚拟机网络类型的比较与选择

《深入探究KVM虚拟机网络类型：全面解析与应用实践》

KVM虚拟机网络类型概述

（一）基于桥接（Bridge）的网络类型

1、原理

- 桥接网络是KVM虚拟机网络中一种常见且重要的类型，在这种网络模式下，KVM虚拟机的虚拟网卡被桥接到宿主机的物理网卡上，就像是在物理网络环境中添加了一台新的物理机一样，虚拟机在网络中的地位等同于宿主机所在网络中的其他物理设备。

- 从网络分层的角度来看，桥接模式工作在数据链路层，它通过创建一个虚拟的桥接设备，将虚拟机的网络流量和宿主机的网络流量进行整合，当虚拟机发送数据时，数据会经过虚拟网卡到达桥接设备，然后桥接设备根据MAC地址等信息将数据转发到物理网络中，同样，外部网络发往虚拟机的数据，会先到达宿主机的物理网卡，再由桥接设备转发到虚拟机的虚拟网卡。

2、配置过程

- 在宿主机上，首先需要安装和配置桥接工具，如bridge - utils包，然后创建一个桥接设备，例如使用brctl命令，假设宿主机的物理网卡为eth0，创建一个名为br0的桥接设备的命令如下：

brctl addbr br0：这一步创建了桥接设备br0。

brctl addif br0 eth0：将物理网卡eth0添加到桥接设备br0中。

- 接着需要为桥接设备br0配置IP地址等网络参数，就像为普通物理网卡配置一样，可以使用ifconfig br0 192.168.1.100 netmask 255.255.255.0（这里只是示例，实际IP地址根据网络环境而定）。

- 在创建KVM虚拟机时，需要指定虚拟机的网络模式为桥接模式，在virt - manager等图形化管理工具中，可以在虚拟机的网络设置选项中选择桥接模式，并选择对应的桥接设备（如br0），如果使用命令行工具（如virsh），在虚拟机的XML配置文件中，将网络接口的类型设置为bridge，并指定桥接设备的名称，

<interface type = "bridge">

<mac address = "52:54:00:12:34:56"/>

<source bridge = "br0"/>

<model type = "virtio"/>

</interface>

3、应用场景与优缺点

应用场景

- 当需要虚拟机在网络中具有独立的IP地址，并且能够直接与物理网络中的其他设备（如其他物理机、路由器、打印机等）进行通信时，桥接网络是非常合适的选择，在企业网络环境中，如果要将虚拟机作为一个独立的服务器（如Web服务器、邮件服务器等）部署在现有的网络架构中，桥接网络可以让虚拟机完全融入网络，方便外部设备访问。

优点

网络独立性强：虚拟机具有自己独立的IP地址，可以像物理机一样在网络中进行各种网络操作，如访问互联网、与其他设备进行通信等。

易于网络管理：由于虚拟机在网络中的地位等同于物理设备，网络管理员可以使用现有的网络管理工具和策略来管理虚拟机的网络，不需要额外学习特殊的网络管理方法。

兼容性好：与大多数网络设备和应用程序兼容，因为它遵循标准的网络协议和操作方式。

缺点

网络安全风险：由于虚拟机直接暴露在物理网络中，如果虚拟机的安全防护措施不到位，容易受到来自物理网络中的攻击，恶意用户可能会直接扫描虚拟机的开放端口，进行入侵尝试。

IP地址管理复杂：在大型网络环境中，如果大量使用桥接模式的虚拟机，需要合理规划和管理IP地址，以避免IP地址冲突等问题。

（二）基于网络地址转换（NAT）的网络类型

1、原理

- NAT网络模式在KVM虚拟机中也是广泛应用的一种网络类型，在这种模式下，虚拟机通过宿主机进行网络连接，宿主机充当虚拟机与外部网络之间的网关，虚拟机的网络流量会经过宿主机的网络地址转换功能进行转发。

- 从网络原理上讲，NAT模式下，虚拟机有自己的内部IP地址，这些IP地址属于宿主机内部的一个私有网络，当虚拟机要访问外部网络时，它发送的数据帧中的源IP地址会被宿主机的NAT功能替换为宿主机的外部IP地址，同时宿主机记录下这个转换关系，当外部网络返回数据时，宿主机根据之前记录的转换关系，将数据帧中的目的IP地址转换回虚拟机的内部IP地址，然后将数据转发给虚拟机。

2、配置过程

- 在KVM中，默认情况下，libvirt提供了一个名为virbr0的虚拟网络设备用于NAT网络，如果要自定义NAT网络，可以通过编辑libvirt的网络配置文件来实现，在基于Linux的宿主机上，libvirt的网络配置文件通常位于/etc/libvirt/qemu - networks目录下。

- 可以创建一个新的NAT网络配置文件，例如my - nat - network.xml如下：

<network>

<name>my - nat - network</name>

<uuid>12345678 - 1234 - 1234 - 1234 - 1234567890ab</uuid>

<forward mode = "nat"/>

<bridge name = "virbr1" stp = "on" delay = "0"/>

<ip address = "192.168.122.1" netmask = "255.255.255.0">

<dhcp>

<range start = "192.168.122.2" end = "192.168.122.254"/>

</dhcp>

</ip>

</network>

- 然后使用virsh命令来定义这个网络：virsh net - define my - nat - network.xml，启动这个网络：virsh net - start my - nat - network，并设置为自动启动：virsh net - autostart my - nat - network。

- 在创建KVM虚拟机时，在虚拟机的XML配置文件中，将网络接口的类型设置为network，并指定使用的NAT网络名称（如my - nat - network），

<interface type = "network">

<mac address = "52:54:00:78:90:12"/>

<source network = "my - nat - network"/>

<model type = "virtio"/>

</interface>

3、应用场景与优缺点

应用场景

- 当需要在宿主机内部构建一个独立的网络环境，并且虚拟机不需要直接暴露在外部物理网络中时，NAT网络是很好的选择，在开发和测试环境中，开发人员可以在宿主机上创建多个虚拟机，这些虚拟机通过NAT网络相互通信并且可以访问外部网络，同时又不会干扰到外部物理网络的正常运行。

优点

网络安全性高：由于虚拟机隐藏在宿主机后面，外部网络无法直接访问虚拟机的内部IP地址，只有虚拟机主动发起的连接才能通过宿主机的NAT转换与外部网络通信，降低了外部网络攻击的风险。

IP地址管理方便：虚拟机使用宿主机内部的私有IP地址，不需要为每个虚拟机分配外部的公共IP地址，节省了IP地址资源，并且在宿主机内部可以方便地进行IP地址分配和管理，例如使用DHCP自动分配IP地址。

缺点

网络性能可能受影响：因为虚拟机的所有网络流量都要经过宿主机的NAT转换，当虚拟机数量较多或者网络流量较大时，宿主机的NAT处理能力可能会成为瓶颈，导致网络性能下降。

网络通信限制：虚拟机在NAT模式下，外部网络设备不能直接访问虚拟机，这在一些需要外部设备直接访问虚拟机服务的场景下（如某些服务器部署场景）不适用。

（三）基于主机模式（Host - Only）的网络类型

1、原理

- 主机模式是KVM虚拟机网络中的一种特殊类型，在这种模式下，虚拟机只能与宿主机进行通信，虚拟机之间也可以相互通信，但无法直接与外部网络进行连接，主机模式创建了一个封闭的网络环境，其中宿主机充当这个网络的中心节点。

- 从网络架构上看，主机模式下会创建一个虚拟的网络接口在宿主机上，虚拟机的虚拟网卡连接到这个虚拟网络接口上，这个虚拟网络接口类似于一个内部的交换机，负责转发虚拟机之间以及虚拟机与宿主机之间的网络流量。

2、配置过程

- 与NAT网络类似，libvirt也提供了默认的主机模式网络配置，如果要自定义主机模式网络，可以编辑相应的配置文件，创建一个名为my - host - only - network.xml的主机模式网络配置文件，内容如下：

<network>

<name>my - host - only - network</name>

<uuid>98765432 - 1234 - 1234 - 1234 - 1234567890ab</uuid>

<bridge name = "virbr2" stp = "on" delay = "0"/>

<ip address = "192.168.56.1" netmask = "255.255.255.0">

<dhcp>

<range start = "192.168.56.2" end = "192.168.56.254"/>

</dhcp>

</ip>

</network>

- 使用virsh命令进行定义、启动和设置自动启动，操作与NAT网络类似：virsh net - define my - host - only - network.xml，virsh net - start my - host - only - network，virsh net - autostart my - host - only - network。

- 在虚拟机的XML配置文件中，将网络接口类型设置为network，并指定使用的主机模式网络名称（如my - host - only - network），

<interface type = "network">

<mac address = "52:54:00:34:56:78"/>

<source network = "my - host - only - network"/>

<model type = "virtio"/>

</interface>

3、应用场景与优缺点

应用场景

- 主机模式适用于一些特殊的场景，如在宿主机上进行本地的开发和测试，不需要虚拟机与外部网络连接，但需要虚拟机之间或者虚拟机与宿主机之间进行通信，在开发一个基于本地网络通信的软件时，可以在主机模式下创建多个虚拟机来模拟不同的节点进行测试。

优点

网络隔离性好：由于虚拟机只能在宿主机内部的封闭网络中通信，提供了很好的网络隔离，防止虚拟机的网络活动对外部网络造成任何影响，同时也保护了虚拟机免受外部网络的干扰。

简单灵活：对于只需要在宿主机内部进行网络交互的场景，主机模式的网络配置相对简单，不需要考虑外部网络的复杂情况。

缺点

无法直接访问外部网络：这是主机模式最明显的缺点，如果虚拟机需要访问外部网络资源，如互联网上的软件仓库、更新服务器等，则无法直接实现，需要通过宿主机进行一些特殊的网络代理设置。

网络扩展性有限：由于是封闭的网络环境，当需要扩展网络功能，如与外部网络进行有限的交互或者与其他外部设备进行通信时，需要进行复杂的网络配置调整。

不同KVM虚拟机网络类型的比较与选择

（一）网络性能比较

1、桥接模式

- 在桥接模式下，虚拟机的网络性能理论上可以接近物理机的网络性能，因为虚拟机的网络流量直接通过宿主机的物理网卡进行转发，不需要额外的网络地址转换等操作，在实际情况中，如果宿主机的物理网卡带宽有限或者存在网络拥塞，虚拟机的网络性能也会受到影响，在一个100Mbps的物理网络环境中，如果宿主机同时运行多个高带宽需求的桥接模式虚拟机，每个虚拟机可获得的实际网络带宽会相应减少。

2、NAT模式

- NAT模式由于需要宿主机进行网络地址转换，会对网络性能产生一定的影响，尤其是当虚拟机数量较多或者网络流量较大时，宿主机的CPU需要花费更多的时间来处理NAT转换操作，在一个有10个虚拟机的宿主机上，如果每个虚拟机都频繁地进行网络访问，宿主机的CPU使用率可能会因为NAT转换而显著提高，导致网络延迟增加和吞吐量下降，不过，对于小型的开发和测试环境，这种性能影响通常是可以接受的。

3、主机模式

- 主机模式下的网络性能主要取决于宿主机内部的虚拟网络设备的性能，由于不需要与外部网络进行复杂的交互，在宿主机内部的网络通信中，网络性能相对稳定，由于其封闭的网络特性，网络带宽和扩展性受到宿主机内部资源的限制，如果宿主机的内存不足，可能会影响虚拟网络设备的性能，进而影响虚拟机之间的网络通信速度。

（二）网络安全性比较

1、桥接模式

- 桥接模式的虚拟机直接暴露在物理网络中，安全性相对较低，外部网络中的恶意用户可以直接扫描和攻击虚拟机的开放端口，如果虚拟机运行了一个Web服务并且没有足够的安全防护措施，外部攻击者可以通过网络扫描发现这个服务并尝试入侵，不过，可以通过在虚拟机内部和宿主机所在网络的防火墙等安全设备上设置安全策略来提高安全性。

2、NAT模式

- NAT模式提供了较好的网络安全性，因为虚拟机隐藏在宿主机后面，外部网络无法直接访问虚拟机的内部IP地址，只有虚拟机主动发起的连接才能通过宿主机的NAT转换与外部网络通信，这就像在虚拟机和外部网络之间设置了一道防火墙，阻止了外部的非法访问，如果宿主机本身被攻破，那么虚拟机的安全性也会受到威胁。

3、主机模式

- 主机模式的网络安全性较高，因为它是一个封闭的网络环境，虚拟机只能与宿主机和其他在主机模式网络中的虚拟机通信，外部网络无法直接访问，这种网络隔离可以防止外部网络的攻击，同时也可以防止虚拟机内部的网络活动对外部网络造成安全风险，如果宿主机存在安全漏洞，如宿主机被恶意软件感染，那么主机模式下的虚拟机也可能会受到影响。

（三）IP地址管理比较

1、桥接模式

- 桥接模式下，虚拟机需要在物理网络中分配独立的IP地址，在大型网络环境中，这需要与网络管理员进行协调，以确保IP地址的合理分配和避免IP地址冲突，对于动态IP地址的管理也需要依赖物理网络中的DHCP服务器或者手动配置，在一个企业网络中，如果要部署多个桥接模式的虚拟机，需要遵循企业的IP地址分配策略，并且要及时更新IP地址相关的网络配置，如DNS记录等。

2、NAT模式

- NAT模式下，虚拟机使用宿主机内部的私有IP地址，由宿主机内部的DHCP服务器（可以是libvirt自带的DHCP功能）自动分配IP地址，这使得IP地址管理非常方便，不需要考虑外部网络的IP地址资源，宿主机可以在内部的私有网络中自由分配IP地址给虚拟机，并且可以根据需要动态调整IP地址范围和分配策略。

3、主机模式

- 主机模式与NAT模式类似，虚拟机使用宿主机内部的私有IP地址，并且由宿主机内部的DHCP服务器（如果配置）进行IP地址分配，IP地址管理相对简单，只需要考虑宿主机内部的网络需求，由于其封闭的网络特性，IP地址的可扩展性有限，如果需要在主机模式网络中添加大量的虚拟机，可能需要重新规划IP地址范围。

（四）选择建议

1、根据网络需求选择

- 如果需要虚拟机在物理网络中具有完全独立的身份，能够直接与物理网络中的其他设备进行通信，如在企业网络中部署生产服务器，那么桥接模式是最佳选择。

- 如果只是需要虚拟机能够访问外部网络，并且希望在一定程度上保护虚拟机的安全，同时又不需要虚拟机直接暴露在外部网络中，如在开发和测试环境中，NAT模式是比较合适的。

- 如果只需要在宿主机内部进行网络交互，不需要虚拟机与外部网络连接，如在本地的软件开发和测试中，主机模式就可以满足需求。

2、根据安全要求选择

- 对于安全性要求较高的场景，如处理敏感数据的内部网络环境，主机模式或NAT模式可能更合适，主机模式提供了更好的网络隔离，NAT模式可以隐藏虚拟机的内部