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基于LXC的虚拟网络自动部署

2018-12-20 09:33:06来源：博客园阅读 ()

一、问题：

在搭建以LXC为基础的虚拟网络时，网络参数繁多，配置过程繁琐。面临一个新的网络拓扑结构时，通常要花费大量时间来构建网络。因此，如果能通过配置文件，自动生成相对应的网络拓扑，并生成操作指令。不仅能加快网络的部署时间，更使网络拓扑结构的改变更加灵活。使构建大规模的网络拓扑成为可能。

二、相关组件与工具：

LXC：用于承载虚拟网络节点，在LXC中安装OVS，Quagga等工具，使容器成为虚拟网络组件。

OVS：交换机组件。ovs创建网桥，每一个网桥相当于一个交换机。

Quagga：路由器组件。

Brctl:网桥工具。连接不同的容器。

三、拓扑示例：

四、常用指令：

lxc基本操作：

文档：https://linuxcontainers.org/

查看容器状态

lxc-ls -f

启动容器

lxc-start -n containerName

控制容器

lxc-console -n containerName

退出控制

ctrl-a和q

停止容器运行

sudo lxc-stop -n containerName

删除容器

sudo lxc-destroy -n containerName

克隆容器

lxc-copy -n container -N clone_container

OVS基本操作：

文档：http://www.openvswitch.org/

查看网桥信息

ovs-vsctl show

创建一个网桥

ovs-vsctl add-br br0

添加/删除网桥上的端口

ovs-vsctl add-port br0 eth1

ovs-vsctl del-port br0 eth1

查看某网桥当前流表

ovs-ofctl dump-flows br0

Quagga基本操作：

文档：https://www.quagga.net/docs.html

Brctl基本操作：

添加网桥

brctl addbr br1

删除网桥

brctl delbr br1

查询网桥信息

brctl show

brctl show br1

启动网桥

ifconfig br1 up

五、部署流程

创建相应的容器模板：example_host，example_switcher,example_router

1.编写XML配置文件

下面给出例子

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<topo>
    <container type = "router">
        <name>Router1</name>
        <id>1</id>
        <protocol>rip</protocol>

        <port>
            <id>1</id>
            <ip>10.0.1.254</ip>
            <netmask>255.255.255.0</netmask>
            <link>
                <type>switch</type>
                <id>1:3</id>
            </link>
        </port>

        <port>
            <id>2</id>
            <ip>10.0.0.1</ip>
            <netmask>255.255.255.0</netmask>
            <link>
                <type>router</type>
                <id>2:3</id>
            </link>
        </port>
    </container>

    <container type = "router">
        <name>Router2</name>
        <id>2</id>
        <protocol>rip</protocol>

        <port>
            <id>1</id>
            <ip>10.0.2.254</ip>
            <netmask>255.255.255.0</netmask>
            <link>
                <type>switch</type>
                <id>2:3</id>
            </link>
        </port>

        <port>
            <id>2</id>
            <ip>10.0.4.254</ip>
            <netmask>255.255.255.0</netmask>
            <link>
                <type>host</type>
                <id>5:1</id>
            </link>
        </port>

        <port>
            <id>3</id>
            <ip>10.0.0.2</ip>
            <netmask>255.255.255.0</netmask>
            <link>
                <type>router</type>
                <id>1:2</id>
            </link>
        </port>
    </container>

    <container type="switch">
        <name>Switch1</name>
        <id>1</id>

        <bridge>
            <name>br1</name>
            <id>1</id>

            <port>
                <id>1</id>
                <link>
                    <type>host</type>
                    <id>1:1</id>
                </link>
            </port>

            <port>
                <id>2</id>
                <link>
                    <type>host</type>
                    <id>2:1</id>
                </link>
            </port>

            <port>
                <id>3</id>
                <link>
                    <type>router</type>
                    <id>1:1</id>
                </link>
            </port>
        </bridge>
    </container>


    <container type="switch">
        <name>Switch2</name>
        <id>2</id>

        <bridge>
            <name>br1</name>
            <id>1</id>

            <port>
                <id>1</id>
                <link>
                    <type>host</type>
                    <id>3:1</id>
                </link>
            </port>

            <port>
                <id>2</id>
                <link>
                    <type>host</type>
                    <id>4:1</id>
                </link>
            </port>

            <port>
                <id>3</id>
                <link>
                    <type>router</type>
                    <id>2:1</id>
                </link>
            </port>
        </bridge>

    </container>

    <container type="host">
        <name>Host1</name>
        <id>1</id>
        <port>
            <id>1</id>
            <ip>10.0.1.1</ip>
            <netmask>255.255.255.0</netmask>
            <gateway>10.0.1.254</gateway>
            <link>
                <type>switch</type>
                <id>1:1</id>
            </link>
        </port>
    </container>

    <container type="host">
        <name>Host2</name>
        <id>2</id>
        <port>
            <id>1</id>
            <ip>10.0.1.2</ip>
            <netmask>255.255.255.0</netmask>
            <gateway>10.0.1.254</gateway>
            <link>
                <type>switch</type>
                <id>1:2</id>
            </link>
        </port>
    </container>

    <container type="host">
        <name>Host3</name>
        <id>3</id>
        <port>
            <id>1</id>
            <ip>10.0.2.1</ip>
            <netmask>255.255.255.0</netmask>
            <gateway>10.0.2.254</gateway>
            <link>
                <type>switch</type>
                <id>2:1</id>
            </link>
        </port>
    </container>

    <container type="host">
        <name>Host4</name>
        <id>4</id>
        <port>
            <id>1</id>
            <ip>10.0.2.2</ip>
            <netmask>255.255.255.0</netmask>
            <gateway>10.0.2.254</gateway>
            <link>
                <type>switch</type>
                <id>2:2</id>
            </link>
        </port>
    </container>

    <container type="host">
        <name>Host5</name>
        <id>5</id>
        <port>
            <id>1</id>
            <ip>10.0.4.1</ip>
            <netmask>255.255.255.0</netmask>
            <gateway>10.0.4.254</gateway>
            <link>
                <type>router</type>
                <id>2:2</id>
            </link>
        </port>
    </container>
</topo>

配置文档

2.解析XML配置文件

dom4j解析XML生成相应对象

3.修改相应配置LXC相应配置文件，生成命令脚本

容器目录：/var/lib/lxc/s1/rootfs

host节点

修改网络配置

配置文件位置：/var/lib/lxc/hostname/config

追加内容：

lxc.net.1.type = veth

lxc.net.1.link = br-s1-h1

lxc.net.1.flags = up

lxc.net.1.hwaddr = 00:16:3e:4b:08:19

lxc.net.1.ipv4.address = 192.168.1.1/24

lxc.net.1.ipv4.gateway = 192.168.1.254

switch节点

第一步：修改网络配置

配置文件位置：/var/lib/lxc/switchname/config

追加内容：

lxc.net.1.type = veth

lxc.net.1.link = br-s1-h1

lxc.net.1.flags = up

lxc.net.1.hwaddr = 00:16:3e:47:65:38

lxc.net.2.type = veth

lxc.net.2.link = br-s1-h2

lxc.net.2.flags = up

lxc.net.2.hwaddr = 00:16:3e:47:65:39

lxc.net.3.type = veth

lxc.net.3.link = br-r1-s1

lxc.net.3.flags = up

lxc.net.3.hwaddr = 00:16:3e:47:65:40

第二步：设置启动脚本

在ovs_example（switch模板）中设置启动脚本：

/etc/rc.local

/etc/init.d/switch.sh

启动时调用switch.sh脚本

启动脚本范例：

vim /etc/init.d/switch.sh

#!/bin/bash

sudo ovs-vsctl add-br br1

sudo ovs-vsctl add-port br1 eth1

sudo ovs-vsctl add-port br1 eth2

sudo ovs-vsctl add-port br1 eth3

添加switch.sh执行权

sudo chmod +x /var/lib/lxc/Switch2/rootfs/etc/init.d/switch.sh

router节点

第一步：修改网络配置

配置文件位置：/var/lib/lxc/routername/config

追加内容：

lxc.net.1.type = veth

lxc.net.1.link = br-r1-s1

lxc.net.1.flags = up

lxc.net.1.ipv4.address = 10.0.1.254/24

lxc.net.1.hwaddr = 00:16:3e:c1:1b:fb

lxc.net.2.type = veth

lxc.net.2.link = br-r1-r2

lxc.net.2.flags = up

lxc.net.2.ipv4.address = 10.0.0.1/24

lxc.net.2.hwaddr = 00:16:3e:c1:1b:fc

第二步：设置启动脚本

/etc/rc.local

在exit 0 之上添加命令 sudo /etc/init.d/quagga restart

第三步：修改路由器配置文件（rip为例）

配置文件位置：/etc/quagga/ripd.conf

源文件：

! -*- rip -*-

! RIPd sample configuration file

! $Id: ripd.conf.sample,v 1.1 2002/12/13 20:15:30 paul Exp $

hostname ripd

password zebra

! debug rip events

! debug rip packet

router rip

! network 11.0.0.0/8

! network eth0

! route 10.0.0.0/8

! distribute-list private-only in eth0

!access-list private-only permit 10.0.0.0/8

!access-list private-only deny any

!log file /var/log/quagga/ripd.log

log stdout

修改范例（指定直连网络）：

hostname ripd

password zebra

log stdout

router rip

network 10.0.0.0/24

network 10.0.2.0/24

network 10.0.4.0/24

line vty

控制运行脚本

create.sh

 1 #!/bin/bash
 2 sudo lxc-copy -n host_example -N h1
 3 sudo lxc-copy -n host_example -N h2
 4 sudo lxc-copy -n host_example -N h3
 5 sudo lxc-copy -n host_example -N h4
 6 sudo lxc-copy -n host_example -N h5
 7 sudo lxc-copy -n ovs_example -N s1
 8 sudo lxc-copy -n ovs_example -N s2
 9 sudo lxc-copy -n router_example -N r1
10 sudo lxc-copy -n router_example -N r2

createsh

start.sh

#!/bin/bash

sudo brctl addbr br-s1-h1
sudo brctl addbr br-s1-h2
sudo brctl addbr br-s2-h3
sudo brctl addbr br-s2-h4
sudo brctl addbr br-r1-s1
sudo brctl addbr br-r2-s2
sudo brctl addbr br-r2-h5
sudo brctl addbr br-r1-r2

sudo ifconfig br-s1-h1 up
sudo ifconfig br-s1-h2 up
sudo ifconfig br-s2-h3 up
sudo ifconfig br-s2-h4 up
sudo ifconfig br-r1-s1 up
sudo ifconfig br-r2-s2 up
sudo ifconfig br-r2-h5 up
sudo ifconfig br-r1-r2 up

sudo lxc-start -n h1
sudo lxc-start -n h2
sudo lxc-start -n h3
sudo lxc-start -n h4
sudo lxc-start -n h5
sudo lxc-start -n s1
sudo lxc-start -n s2
sudo lxc-start -n r1
sudo lxc-start -n r2

start.sh

stop.sh

 1 #!/bin/bash
 2 
 3 sudo lxc-stop -n h1
 4 sudo lxc-stop -n h2
 5 sudo lxc-stop -n h3
 6 sudo lxc-stop -n h4
 7 sudo lxc-stop -n h5
 8 sudo lxc-stop -n s1
 9 sudo lxc-stop -n s2
10 sudo lxc-stop -n r1
11 sudo lxc-stop -n r2
12 
13 sudo ifconfig br-s1-h1 down
14 sudo ifconfig br-s1-h2 down
15 sudo ifconfig br-s2-h3 down
16 sudo ifconfig br-s2-h4 down
17 sudo ifconfig br-r1-s1 down
18 sudo ifconfig br-r2-s2 down
19 sudo ifconfig br-r2-h5 down
20 sudo ifconfig br-r1-r2 down
21 
22 sudo brctl delbr br-s1-h1
23 sudo brctl delbr br-s1-h2
24 sudo brctl delbr br-s2-h3
25 sudo brctl delbr br-s2-h4
26 sudo brctl delbr br-r1-s1
27 sudo brctl delbr br-r2-s2
28 sudo brctl delbr br-r2-h5
29 sudo brctl delbr br-r1-r2

stop.sh

destroy.sh

 1 #!/bin/bash
 2 
 3 sudo lxc-destroy -n h1
 4 sudo lxc-destroy -n h2
 5 sudo lxc-destroy -n h3
 6 sudo lxc-destroy -n h4
 7 sudo lxc-destroy -n h5
 8 sudo lxc-destroy -n s1
 9 sudo lxc-destroy -n s2
10 sudo lxc-destroy -n r1
11 sudo lxc-destroy -n r2