Linux 虚拟网络设备详解之 “vRouter”
本文首发于我的公众号 cloud_dev，专注于干货分享，号内有大量书籍和视频资源，后台回复「1024」即可领取，欢迎大家关注，二维码文末可以扫。
这篇文章继上篇文章 Linux 虚拟网络设备详解之 Bridge，上篇发表之后，有读者问我这样一个问题：
我的回答基本上是一句废话，因为只要你知道点网络的基础知识，肯定知道这种情况要走三层路由。
但知道归知道，不实践永远不知道自己是不是真的知道（有点绕），我相信那位读者也是希望我能讲讲这其中具体是怎么路由的，今天这篇文章就来说说这个。
Linux 本身就是一台路由器
前面的文章我们学习了多种虚拟的网络设备，包括网卡、交换机等，也了解了怎么用工具来操作这些设备，那么，回到今天的主题，路由器有没有对应的虚拟设备，能不能也用相关工具来操作呢，这个答案如果要深究的话，也是有的，比如 OpenStack 的 DVR、一些开源的虚拟路由器实现等等。
不过我们不做那么深究的讨论，简化问题，Linux 系统实际上没有实现相关的虚拟路由器设备，自然也没有工具可以操作路由器，因为 Linux 本身就是一台路由器。（这也是我文章的标题对 vRouter 打双引号的原因）
Linux 提供一个开关来操作路由功能，就是 /proc/sys/net/ipv4/ip_forward，默认这个开关是关的，打开只需：
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
但这种打开方式只是临时的，如果要一劳永逸，可以修改配置文件 /etc/sysctl.conf，添加或修改项 net.ipv4.ip_forward 为：
net.ipv4.ip_forward = 1
即可。
实践
为了降低大家实践的难度，我们就不创建虚拟机了，直接使用 namespace，一条 ip 命令就可以搞定所有的操作。
我们按照下面的图示进行操作（NS1 和 NS2 分布在不同网段）：
创建两个 namespace：
ip netns add ns1 ip netns add ns2
创建两对 veth-pair，一端分别挂在两个 namespace 中：
ip link add v1 type veth peer name v1_r ip link add v2 type veth peer name v2_r ip link set v1 netns ns1 ip link set v2 netns ns2
分别给两对 veth-pair 端点配上 IP 并启用：
ip a a 10.10.10.1/24 dev v1_r ip l s v1_r up ip a a 10.10.20.1/24 dev v2_r ip l s v2_r up ip netns exec ns1 ip a a 10.10.10.2/24 dev v1 ip netns exec ns1 ip l s v1 up ip netns exec ns2 ip a a 10.10.20.2/24 dev v2 ip netns exec ns2 ip l s v2 up
验证一下： v1 ping v2，结果不通。
看下 ip_forward 的值：
[root@by ~]# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward 0
没开路由怎么通，改为 1 再试，还是不通。
看下 ns1 的路由表：
[root@by ~]# ip netns exec ns1 route -n Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface 10.10.10.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 v1
只有一条直连路由，没有去往 10.10.20.0/24 网段的路由，怎么通？那就给它配一条：
[root@by ~]# ip netns exec ns1 route add -net 10.10.20.0 netmask 255.255.255.0 gw 10.10.10.1 [root@by ~]# ip netns exec ns1 route -n Kernel IP routing table Destination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface 10.10.10.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 v1 10.10.20.0 10.10.10.1 255.255.255.0 UG 0 0 0 v1
同理也给 ns2 配上去往 10.10.10.0/24 网段的路由。
最后再 ping，成功了！
[root@by ~]# ip netns exec ns1 ping 10.10.20.2 PING 10.10.20.2 (10.10.20.2) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 10.10.20.2: icmp_seq=1 ttl=63 time=0.071 ms 64 bytes from 10.10.20.2: icmp_seq=2 ttl=63 time=0.070 ms ^C --- 10.10.20.2 ping statistics --- 2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1000ms rtt min/avg/max/mdev = 0.070/0.070/0.071/0.008 ms
总结
Linux 本身是一台路由器。
上面的实验使用 namespace 效果和使用虚拟机是一样的，关键是知道有这个功能，知道怎么用就差不多了。
我的公众号 cloud_dev，号内有大量书籍和视频资源，后台回复「1024」即可领取，分享的内容包括但不限于云计算虚拟化、容器、OpenStack、K8S、雾计算、网络、工具、SDN、OVS、DPDK、Linux、Go、Python、C/C++编程技术等内容，欢迎大家关注。
