在kvm中,虚拟网卡连接物理网络的方式，kvm虚拟机网卡配置

***：本文聚焦于KVM中虚拟网卡连接物理网络的方式以及KVM虚拟机网卡配置。阐述了KVM环境下，虚拟网卡与物理网络连接方式这一关键内容，这涉及到网络通信的基础架构。同时强调虚拟机网卡配置相关的要点，这些配置对于虚拟机在网络中的正常运行、资源分配、通信效率等有着重要意义，有助于深入理解KVM的网络相关功能与机制。

本文目录导读：

1. 桥接模式（Bridge Mode）
2. MACVTAP模式

《KVM虚拟机网卡配置：虚拟网卡连接物理网络的方式全解析》

在KVM（Kernel - based Virtual Machine）虚拟化环境中，虚拟机网卡与物理网络的连接方式是构建高效、可靠虚拟网络架构的关键部分，以下将详细探讨KVM中虚拟网卡连接物理网络的多种方式及其相关的配置要点。

桥接模式（Bridge Mode）

（一）原理

桥接模式下，虚拟机的虚拟网卡就如同直接连接到物理网络中的一台独立主机一样，它通过在宿主机上创建一个网桥（Bridge）设备，将物理网卡和虚拟机的虚拟网卡桥接在一起，从外部网络来看，虚拟机就像是物理网络中的一个普通节点，拥有自己独立的IP地址，可以直接与同一网络中的其他设备进行通信，包括其他物理主机、路由器等。

（二）配置步骤

1、在宿主机上安装必要的工具，如bridge - utils包。

- 在基于Debian或Ubuntu的系统中，可以使用sudo apt - get install bridge - utils命令进行安装。

- 对于CentOS或Red Hat系统，可以使用yum install bridge - utils。

2、编辑网络配置文件。

- 在CentOS 7系统中，编辑/etc/sysconfig/network - scripts/ifcfg - enp0s3（假设物理网卡为enp0s3）文件，将BOOTPROTO设置为none，ONBOOT设置为yes。

- 创建网桥配置文件，如/etc/sysconfig/network - scripts/ifcfg - br0示例如下：

```

DEVICE=br0

TYPE=Bridge

BOOTPROTO=dhcp

ONBOOT=yes

IPADDR=192.168.1.100

NETMASK=254.254.254.0

GATEWAY=192.168.1.1

DNS1=8.8.8.8

```

- 然后在虚拟机的XML配置文件（如/etc/libvirt/qemu/vm_name.xml）中，将虚拟网卡的<source>标签配置为<source bridge='br0'/>。

3、重启网络服务。

- 在CentOS系统中，可以使用systemctl restart network命令。

（三）优点

- 虚拟机网络配置简单，与物理网络设备兼容性好。

- 虚拟机可以方便地接入现有的网络环境，如局域网，无需对网络架构进行大规模修改。

（四）缺点

- 安全性方面，如果虚拟机存在安全漏洞，可能会直接影响物理网络的安全。

- 对网络资源的占用较大，尤其是在大规模部署虚拟机时，可能会对物理网络造成较大的负载压力。

二、NAT模式（Network Address Translation）

（一）原理

NAT模式下，虚拟机通过宿主机的网络地址转换（NAT）功能与外部网络通信，宿主机充当虚拟机的网关，虚拟机内部的IP地址是私有的，当虚拟机要访问外部网络时，宿主机将虚拟机发出的数据包的源IP地址转换为宿主机的IP地址，并将返回的数据包转发给虚拟机，这种方式使得虚拟机可以共享宿主机的网络连接访问外部网络，同时外部网络无法直接访问虚拟机内部。

（二）配置步骤

1、在宿主机上，默认情况下，KVM会创建一个名为virbr0的虚拟网络接口，它是一个基于NAT的虚拟网络。

2、在虚拟机的XML配置文件中，将虚拟网卡的<source>标签配置为<source network='default'/>（这里的default是指KVM默认的基于NAT的网络）。

3、如果需要自定义NAT网络的相关参数，如IP地址范围等，可以编辑KVM的网络配置文件（通常位于/etc/libvirt/qemu - networks/目录下）。

（三）优点

- 提高了虚拟机网络的安全性，外部网络无法直接访问虚拟机内部的私有IP地址。

- 对物理网络的架构影响小，适合在不需要虚拟机直接暴露在外部网络的场景下使用。

（四）缺点

- 虚拟机无法直接被外部网络访问，对于需要外部网络直接访问虚拟机内部服务的场景（如Web服务器），需要进行额外的端口转发配置。

- 网络性能可能会受到一定程度的影响，尤其是在高并发的网络访问情况下，由于NAT转换的开销。

三、直接分配物理网卡（PCI Passthrough）

（一）原理

直接分配物理网卡给虚拟机，使得虚拟机可以独占物理网卡的资源，获得与物理主机类似的网络性能，这种方式将物理网卡的控制权完全交给虚拟机，虚拟机直接操作物理网卡进行网络通信。

（二）配置步骤

1、首先要确保宿主机的BIOS支持IOMMU（Input - Output Memory Management Unit）功能，并且在BIOS中开启该功能。

2、在宿主机上，将物理网卡绑定到vfio - pci驱动，对于一个PCI设备的ID为1234:5678的物理网卡，可以使用以下命令：

echo "1234 5678" > /sys/bus/pci/devices/0000:01:00.0/driver/unbind（假设物理网卡的设备地址为0000:01:00.0）

echo "vfio - pci" > /sys/bus/pci/devices/0000:01:00.0/driver_override

echo "1234 5678" > /sys/bus/pci/devices/0000:01:00.0/driver/bind

3、在虚拟机的XML配置文件中，添加以下配置来分配物理网卡：

```xml

<hostdev mode='subsystem' type='pci' managed='yes'>

<source>

<address domain='0x0000' bus='0x01' slot='0x00' function='0x0'/>

</source>

</hostdev>

```

（三）优点

- 提供了最高的网络性能，虚拟机可以充分利用物理网卡的功能，如硬件加速等。

- 适用于对网络性能要求极高的场景，如高性能计算、网络功能虚拟化（NFV）等。

（四）缺点

- 配置复杂，需要对宿主机的BIOS、驱动等进行一系列的设置。

- 物理网卡被虚拟机独占，无法再被宿主机或其他虚拟机使用，资源利用率可能较低。

MACVTAP模式

（一）原理

MACVTAP模式是一种基于MAC - VLAN（Media Access Control - Virtual Local Area Network）技术的网络连接方式，它在物理网卡上创建一个MACVTAP设备，虚拟机的虚拟网卡通过这个MACVTAP设备与物理网络通信，MACVTAP可以实现类似于桥接模式的功能，但是在某些方面具有更好的灵活性和性能优化。

（二）配置步骤

1、在宿主机上创建MACVTAP设备，可以使用以下命令创建一个名为macvtap0的设备：

ip link add link enp0s3 name macvtap0 type macvtap mode bridge（假设物理网卡为enp0s3）

2、在虚拟机的XML配置文件中，将虚拟网卡的<source>标签配置为<source type='macvtap' dev='macvtap0'/>。

（三）优点

- 相比于桥接模式，MACVTAP在某些场景下具有更好的性能表现，特别是在大规模数据传输时。

- 可以根据需要灵活配置MACVTAP的工作模式（如桥接、VEPA等模式），以适应不同的网络需求。

（四）缺点

- 相对较新的技术，可能在一些老旧的系统或网络设备上存在兼容性问题。

- 配置和管理需要一定的网络知识和经验，对于初学者来说可能具有一定的难度。

在KVM中虚拟网卡连接物理网络有多种方式，每种方式都有其各自的优缺点，在实际应用中，需要根据具体的业务需求、网络环境、安全要求以及性能考量等因素来选择合适的虚拟网卡连接物理网络的方式，从而构建高效、稳定、安全的KVM虚拟机网络环境。