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QEMU网络配置

文章目录

  • 1. 前言
  • 2. 测试环境
  • 3. 配置步骤
    • 3.1 host 配置
      • 3.1.1 检查 host 对 TUN/TAP 和 网桥的支持情况
      • 3.1.2 网桥一端的建立:创建网桥设备,并添加 host 网卡到网桥
      • 3.1.3 网桥另一端的建立:TUN/TAP 配置
    • 3.2 guest 端的配置
  • 4. 参考链接

1. 前言

限于作者能力水平,本文可能存在谬误,因此而给读者带来的损失,作者不做任何承诺。

2. 测试环境

本文分析基于 linux-4.14.132 内核代码分析,运行环境 Ubuntu 16.04.4 LTS + QEMU emulator version 2.5.0 + ARM vexpress-a9rootfs 基于 ubuntu-base-16.04-core-armhf.tar.gz 制作。

3. 配置步骤

QEMU 网络配置支持多种模式,本篇就 TAP 方式展开,其它方式不在此讨论。在此,先对测试环境做一下说明。QEMU 运行在 Ubuntu 16.04.4 系统下,也即后文题到的 hostlinux-4.14.132 + ubuntu-base-16.04-core-armhf.tar.gz 运行于 QEMU 模拟的 ARM vexpress-a9 板型环境下(也即后文提到的 guest)。

3.1 host 配置

3.1.1 检查 host 对 TUN/TAP 和 网桥的支持情况

查询 host 当前的内核配置,是否支持 TUN/TAP网桥 功能:

$ cat /boot/config-`uname -r` | grep "CONFIG_TUN"
CONFIG_TUN=y
# CONFIG_TUN_VNET_CROSS_LE is not set
$ cat /boot/config-`uname -r` | grep "CONFIG_BRIDGE="
CONFIG_BRIDGE=m

我们看到,当前 host 的 TUN/TAP 随内核一起启动,而网桥支持则是以内核模块的方式提供,这意味着我们需要手动加载 bridge.ko (网桥支持功能内核模块)。但不必担心,后面提到的工具 brctl 会帮我们加载该模块。
如果上述查询没有开启 CONFIG_TUNCONFIG_BRIDGE 中的任一个,则接下来的操作无法完成。

3.1.2 网桥一端的建立:创建网桥设备,并添加 host 网卡到网桥

sudo ifconfig ens33 down
sudo brctl addbr br0 # 创建网桥设备 br0
sudo brctl addif br0 ens33 # 添加网口 ens33 到网桥 br0
sudo brctl stp br0 off # 关闭网桥 br0 的生成树协议
sudo brctl setfd br0 1 # 设置网桥 br0 转发延迟为1秒
sudo brctl sethello br0 1 # 设置网桥 br0 'hello time' 为1秒
sudo ifconfig br0 0.0.0.0 promisc up # 设置网桥 br0 为混杂模式
sudo ifconfig ens33 0.0.0.0 promisc up # 设置网桥 ens33 为混杂模式
sudo dhclient br0 # 为网桥 br0 获取 IP

上面假设 host 用来上网的网卡为 ens33,如果你的机器有所不同,修改它。在这之后,建立了网桥 br0 ,并且加网卡 ens33 加入了网桥,目前的拓扑如下图:

Internet <-> en33 <-> br0 -> ???

也就是说,我们建立 hostguest 通信的一端,打 ??? 的一端尚未连接好。可以通过如下命令查看网桥 br0 的信息:

sudo brctl show br0
sudo brctl showstp br0

3.1.3 网桥另一端的建立:TUN/TAP 配置

在此建立网桥的另一端 tap0 ,它一边通过网桥 br0 连接到 host 的网卡 ens33;另一边连接到运行于 QEMU 内的 guest 虚拟网卡。我们来看建立 tap0 的操作步骤:

sudo tunctl -t tap0 -u `whoami` # 建立 tap0,仅限当前用户使用,也可指定其它用户,如 root
sudo brctl addif br0 tap0 # 将 tap0 添加到网桥 br0
sudo ifconfig tap0 0.0.0.0 promisc up # 将 tap0 设置为混杂模式

此时,我们的连接拓扑变成了如下结构:

				      host                 guest----------------------       ----
Internet <-> | en33 <-> br0 -> tap0 | <-> | ??? |----------------------       -----

到此,host 的配置完成了,现在我们用 QEMU 来启动 guest

sudo qemu-system-arm \-M vexpress-a9 -smp 4 -m 512M \-kernel $1/output/arch/arm/boot/zImage \-dtb $1/output/arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb \-append "root=/dev/mmcblk0 rw rootfstype=ext4 console=ttyAMA0" \-sd rootfs/arm-ubuntu-16.04.img \-nographic \-net nic -net tap,ifname=tap0,script=no,downscript=no

重点是参数序列:

-net nic -net tap,ifname=tap0,script=no,downscript=no
-net nic: 让 QEMU 虚拟一张 guest 网卡,将是后文看到的 eth0 ;
-net tap,ifname=tap0,script=no,downscript=no: 主要意思是 host tap0 连接 guest(eth0)和 host 的通信

3.2 guest 端的配置

QEMU 启动 guest 后,登录 guest 系统,先查看网卡信息:

$ ifconfig -a
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 52:54:00:12:34:56  inet addr:192.168.0.10  Bcast:192.168.0.255  Mask:255.255.255.0UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1RX packets:43 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0TX packets:25 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:4824 (4.8 KB)  TX bytes:2258 (2.2 KB)Interrupt:31 lo        Link encap:Local Loopback  inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

上面看到 eth0lo 。上面看到 eth0 已经有了 IP,事实上,这是配置后结果,初始 eth0 是没有 IP 的,需要对文件 /etc/network/interfaces 进行如下配置:

# interfaces(5) file used by ifup(8) and ifdown(8)
# Include files from /etc/network/interfaces.d:
#source-directory /etc/network/interfaces.dauto lo
iface lo inet loopbackauto eth0
iface eth0 inet dhcp

保存文件 /etc/network/interfaces 重启网口 eth0 ,然后检查是否能上网了:

$ ping www.baidu.com
PING www.baidu.com (14.119.104.189) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 14.119.104.189: icmp_seq=1 ttl=55 time=10.4 ms
64 bytes from 14.119.104.189: icmp_seq=2 ttl=55 time=17.8 ms
64 bytes from 14.119.104.189: icmp_seq=3 ttl=55 time=9.48 ms
^C
--- www.baidu.com ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2012ms
rtt min/avg/max/mdev = 9.485/12.603/17.876/3.750 ms

最终,形成了如下的网络拓扑结构:

				      host                      guest----------------------       ---------------
Internet <-> | en33 <-> br0 -> tap0 | <-> | 虚拟网卡 eth0 |----------------------       ---------------

好了,已经可以上网了,工作结束,休息下,喝杯茶 ~~

4. 参考链接

https://blog.csdn.net/HaiLanLin/article/details/109845929
https://blog.csdn.net/OnlyLove_/article/details/124536607
https://blog.csdn.net/u014022631/article/details/53411557
https://blog.csdn.net/qq_41146650/article/details/126465032
https://wiki.qemu.org/Documentation/Networking#Network_Basics

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