Redes virtuales con Libvirt ¶

Table of Contents

Podemos crear distintos tipos de redes virtuales con libvirt a través de dos herramientas distintas pero con resultados iguales. Una herramienta con interfaz gráfica para conseguir este objetivo es virt-manager la otra con interfaz de línea de comandos es virsh. Algunas de las redes virtuales que podemos crear con libvirt son:

Red virtual Isolated
Red virtual Routed
Red virtual NATed
Red virtual bridged

El procedimiento general para crear una red virtual en virt-manager es entrar al programa, ir a Edit | Connection details | Virtual Networks | Clic en el signo +. Luego solo deberemos seguir el wizard de creación.

virt-manager - Virtual Networks Tab

Por otro lado, los pasos generales para crear una red virtual en virsh serán escribir en un archivo XML las características que definan la red deseada y luego simplemente crearla en base a este archivo.

Red virtual Isolated ¶

Red cerrada para las VMs. Solo las VMs agregadas a esta red pueden comunicarse unas con otras. El host también podrá comunicarse con las VMs a añadidas a la red. El tráfico no pasará fuera del host, ni podrán recibir tráfico de fuera del host. Agregar una nueva interfaz a una VM es proceso simple que puede realizarse con virt-manager o virsh:

Isolated mode - Libvirt Wiki

Usando `virt-manager`¶

Los pasos para crear una red virtual aislada con virt-manager son los siguientes:

Ingresar un nombre para la red virtual:

../../../_images/virt-manager-isolated-step1.png

virt-manager - Isolated virtual network - step 1

No realizaremos configuración IPv4:

../../../_images/virt-manager-isolated-step2.png

virt-manager - Isolated virtual network - step 2

No haremos una configuración para IPv6:

../../../_images/virt-manager-isolated-step3.png

virt-manager - Isolated virtual network - step 3

Solo mantener seleccionada la opción Isoated virtual network y dejar DNS Domain Name en blanco. Clic en Finish para crear la red virtual aislada:

../../../_images/virt-manager-isolated-step4.png

virt-manager - Isolated virtual network - step 4

Revisar los detalles de la red virtual creada en la pestaña Virtual Networks:

../../../_images/virt-manager-virtual-network-isolated.png

virt-manager - Isolated virtual network creada

Usando `virsh`¶

Para crear una red virtual isolated con virsh realizaremos los siguientes pasos:

Crear un archivo XML con el contenido que defina la red:

$ cat isolated.xml

<network>
        <name>isolated</name>
</network>

Según la sintáxis:

<network>: define la red virtual
<name>: define el nombre de la red virtual

Guardar el archivo XML. Para crear una red usando el archivo XML, usar la opción net-define del comando virsh seguido por la ruta del archivo XML:

$ virsh net-define isolated.xml

Network isolated defined from isolated.xml

Una vez que hemos definido una red con net-define, el archivo de configuración será guardado en /etc/libvirt/qemu/networks/ como un archivo XML con el mismo nombre que nuestra red virtual:

$ sudo cat /etc/libvirt/qemu/networks/isolated.xml

<!--
WARNING: THIS IS AN AUTO-GENERATED FILE. CHANGES TO IT ARE LIKELY TO BE
OVERWRITTEN AND LOST. Changes to this xml configuration should be made using:
virsh net-edit isolated
or other application using the libvirt API.
-->

<network>
    <name>isolated</name>
    <uuid>13fd5536-cad8-43a3-a066-91243719f95b</uuid>
    <bridge name='virbr1' stp='on' delay='0'/>
    <mac address='52:54:00:c4:d1:d7'/>
</network>

libvirt añadió el resto de parámetros requeridos, podremos agregarlos nosotros en el archivo XML cuando lo necesitemos al momento de crear el bridge.

Como vemos en el comentario del archivo, cualquier cambio para editar la red virtual deberá ser a través de virsh net-edit u otra aplicación que usa la API de libvirt.

Red virtual Routed ¶

En modo routed, la red virtual es conectada a la red física usando las rutas IP especificadas en el hypervisor. Estas rutas IP son usadas para enrutar el tráfico desde las VMs a la red conectada al hypervisor. La clave será configurar la ruta IP correcta en nuestro dispositivo router o gateway para que el paquete de respuesta alcance de vuelta al hypervisor. Si no existen rutas definidas, el paquete de respuesta nunca alcanzará al host.

En este modo todas las VMs están en una subred enrutada a través del switch virtual. Hasta este punto, los otros hosts en la red física no conocen que esta red existe o cómo llegar a ella. Por lo tanto, es necesario configurar rutas estáticas en la red física. En la siguiente gráfica el host actúa como router, permitiendo que equipos externos puedan comunicarse con la VM:

Routed mode - Libvirt Wiki

Usando `virt-manager`¶

Los pasos para crear una red modo routed usando virt-manager serán los siguientes:

Ingresar un nombre para la red virtual:

../../../_images/virt-manager-routed-step1.png

virt-manager - Routed virtual network - step 1

En la siguiente pantalla habilitar IPv4 (Enable IPv4 network address space definition) y DHCP (Enable DHCPv4). Deshabilitar Static Route.

Definimos 10.10.10.0/24 como nuestra red. libvirt asignará automáticamente un gateway para nuestra red. Usualmente será la primera IP en el rango definido (10.10.10.1 en nuestro caso) y será asignado a la interfaz bridge. Podemos definir el rango DHCP según deseemos:

../../../_images/virt-manager-routed-step2.png

virt-manager - Routed virtual network - step 2

No haremos una configuración para IPv6:

virt-manager - Routed virtual network - step 3

En el último paso, seleccionar la opción Forwarding to physical network y seleccionar la interfaz host donde deseamos que el tráfico sea reenviado (forward) desde la red virtual. Y seleccionar el Mode como Routed

../../../_images/virt-manager-routed-step4.png

virt-manager - Routed virtual network - Step 4

Revisar los detalles de la red virtual creada en la pestaña Virtual Networks:

../../../_images/virt-manager-virtual-network-routed.png

virt-manager - Routed virtual network creada

Usando `virsh`¶

Para crear una red virtual routed con virsh realizaremos los siguientes pasos:

Crear un archivo XML con el contenido que defina la red:

$ cat routed.xml

<network>
    <name>routed</name>
    <forward dev='wlp2s0' mode='route'>
        <interface dev='wlp2s0' />
    </forward>
    <ip address='192.168.10.1' netmask='255.255.255.0'>
        <dhcp>
            <range start='192.168.10.128' end='192.168.10.254'/>
        </dhcp>
    </ip>
</network>

Según la sintáxis:

<network>: define la red virtual
<name>: define el nombre de la red virtual
<forward>: configura el modo y el dispositivo de forwarding
<ip>: configura la dirección de red
<dhcp><range>: configura el rango DHCP de direcciones IP

Guardar el archivo XML. Para crear una red usando el archivo XML, usar la opción net-define del comando virsh seguido por la ruta del archivo XML:

$ virsh net-define routed.xml

Network routed defined from routed.xml

Una vez que hemos definido una red con net-define, el archivo de configuración será guardado en /etc/libvirt/qemu/networks/ como un archivo XML con el mismo nombre que nuestra red virtual:

$ sudo cat /etc/libvirt/qemu/networks/routed.xml

<!--
WARNING: THIS IS AN AUTO-GENERATED FILE. CHANGES TO IT ARE LIKELY TO BE
OVERWRITTEN AND LOST. Changes to this xml configuration should be made using:
virsh net-edit routed
or other application using the libvirt API.
-->

<network>
<name>routed</name>
<uuid>43d8bf8b-3558-4ed0-85d3-66b8de7783ff</uuid>
<forward dev='wlp2s0' mode='route'>
    <interface dev='wlp2s0'/>
</forward>
<bridge name='virbr2' stp='on' delay='0'/>
<mac address='52:54:00:76:20:86'/>
<ip address='192.168.10.1' netmask='255.255.255.0'>
    <dhcp>
        <range start='192.168.10.128' end='192.168.10.254'/>
    </dhcp>
</ip>
</network>

Red virtual NATed ¶

El modo NATed es el modo comúnmente usado en virtual networking cuando deseamos configurar un ambiente de pruebas en una máquina. Bajo este modo las VMs pueden comunicarse con el mundo exterior sin usar ninguna configuración adicional. También es posible la comunicación entre el hypervisor y las VMs. La gran desventaja de esta red virtual es que ninguno de los sistemas del exterior del hypervisor pueden llegar a las VMs.

La red virtual NATed es creada con ayuda de iptables, específicamente usando la opción masquerading. Entonces, si paramos el servicio de iptables mientras las VMs están siendo usadas puede ocasionar una error de red en las VMs.

NATed mode - Libvirt Wiki

Usando `virt-manager`¶

Los pasos para crear una red virtual en modo NATed a través de virt-manager son similares al modo Routed, a excepción del último paso:

Ingresar un nombre para la red virtual:

../../../_images/virt-manager-nated-step1.png

virt-manager - NATed virtual network - step 1

En la siguiente pantalla habilitar IPv4 (Enable IPv4 network address space definition) y DHCP (Enable DHCPv4). Deshabilitar Static Route.

Definimos 192.168.120.0 como nuestra red. libvirt asignará automáticamente un gateway para nuestra red. Usualmente será la primera IP en el rango definido (192.168.120.1 en nuestro caso) y será asignado a la interfaz bridge. Podemos definir el rango DHCP según deseemos:

../../../_images/virt-manager-nated-step2.png

virt-manager - NATed virtual network - step 2

No haremos una configuración para IPv6:

virt-manager - NATed virtual network - step 3

En el último paso, seleccionar la opción Forwarding to physical network y seleccionar la interfaz host hacia donde deseamos que el tráfico sea NATeado desde la red virtual. Y seleccionar el Mode como NAT

../../../_images/virt-manager-nated-step4.png

virt-manager - NATed virtual network - step 3

Revisar los detalles de la red virtual creada en la pestaña Virtual Networks:

../../../_images/virt-manager-virtual-network-nated.png

virt-manager - NATed virtual network creada

Siguientes pasos con `virsh`¶

Crear una red temporal con `virsh`¶

virsh net-create es similar a virsh net-define. La diferencia es que no creará una red virtual persistent, en cambio, una vez que sea destruida será removida.

Listar redes con `virsh`¶

Una vez que la red se ha creado podemos listar todas las redes usando el comando net-list:

$ virsh net-list --all

Name                 State      Autostart     Persistent
----------------------------------------------------------
default              active     yes           yes
isolated             inactive   no            yes

Iniciar una red con `virsh`¶

Para iniciar una red virtual usamos virsh net-start:

$ virsh net-start routed

Network routed started

Configurar auto-start de una red con `virsh`¶

Para activar auto-start de una red virtual usamos virsh net-autostart:

$ virsh net-autostart routed

Network routed marked as autostarted

Agregar una interfaz de red virtual a una VM ¶

Para usar una red virtual que hemos creado debemos asociar la interfaz de red virtual de una VM al bridge de la red virtual creada.

Usando `virt-manager`¶

Podemos agregar una nueva interfaz virtual (o NIC virtual o vNIC) a una VM en virt-manager haciendo clic derecho en la VM | Open | Show virtual hardware details | + Add Hardware | Network | en Network source elegir la red a la que deseamos conectar nuestra VM. La dirección MAC será generada or libvirt y el Device model como virtio. Clic en Finish.

Note

Los dispositivos virtio están disponibles desde la versión de kernel de Linux 2.6.25.

../../../_images/virt-manager-new-interface.png

virt-manager - Crear nueva interfaz de red virtual

Usando `virsh`¶

Para agregar una nueva interfaz virtual (o NIC virtual o vNIC) a una VM usando virsh sigamos los siguientes pasos:

Obtener el nombre de dominio de la VM (en este caso llamada centos7.0) y usar el comando virsh attach-interface con ciertos parámetros:

$ virsh attach-interface --domain centos7.0 --source isolated --type network --model virtio --config --live

Interface attached successfully

Hemos conectado un interfaz virtual modelo virtio a la VM. La intefaz está usando un red virtual aislada. Hay dos opciones nuevas usadas en este comando:

--config: hace que el cambio sea persistente en la VM (es decir, no se borrará la próxima vez que arranquemos la VM). Quitar esta opción si queremos que el cambio sea temporal hasta el próximo arranque de la VM.
--live: informará a libvirt que estamos añadiendo la NIC a una VM que está corriendo. Quitar --live si la VM no está corriendo.

Note

Una opción extra es --mac que puede usarse para añadir una dirección MAC personalizada.

Veamos las interfaces añadidas a la VM con virsh domiflist:

$ virsh domiflist centos7.0
Interface  Type       Source     Model       MAC
-------------------------------------------------------
vnet0      network    default    virtio      52:54:00:a9:f4:12
vnet1      network    isolated   virtio      52:54:00:18:e3:75

Para eliminar la interfaz añadida a la VM usando virsh detach-interface.

$ sudo virsh detach-interface --domain centos7.0-2 --type network --mac 52:54:00:18:e3:75 --config --live

Caution

Tener cuidado al usar el parámetro --live al momento de quitar una interfaz de red virtual pues podría perder conectividad de red.

Ver propiedades de la red ¶

Para ver las propiedades de una red virtual que hemos creados tenemos distintas opciones , ya sea por virt-manager o virsh.

Por ejemplo cuando nosotros creamos una red virtual, por debajo, se crea un bridge. Si queremos ver el nombre del bridge creado usaremos cualquiera de estas opciones:

Propiedades de red con `virt-manager`¶

virt-manager: Connection details | Virtual Networks | sección Device de la red seleccionada.

Propiedades de red con `virsh net-dumpxml`¶

Cuando generamos una red con virsh en base al archivo XML que hemos creado, libvirt crea su propio archivo XML en la dirección /etc/libvirt/qemu/networks/ con el mismo nombre de nuestra red virtual y parámetros adicionales para generar la red.

Usar el comando virsh net-dumpxml para obtener detalles de la red y el Linux bridge asociado:

$ virsh net-dumpxml isolated

<network>
    <name>isolated</name>
    <uuid>13fd5536-cad8-43a3-a066-91243719f95b</uuid>
    <bridge name='virbr1' stp='on' delay='0'/>
    <mac address='52:54:00:c4:d1:d7'/>
</network>

Encontraremos que libvirt ha añadido unos cuantos parámetros adicionales:

<uuid>: un ID único de nuestro bridge
<bridge>: usado para definir los detalles del bridge. Nombre del bridge, estado de STP y Delay. Estos son los mismos comandos que podemos controlar usando el comando brctl (stp configura el STP y setfd configura el DELAY).
<mac>: la dirección MAC del bridge asignada al momento de crearlo

Propiedades de red con `virsh net-info`¶

$ virsh net-info routed

Name:           routed
UUID:           43d8bf8b-3558-4ed0-85d3-66b8de7783ff
Active:         yes
Persistent:     yes
Autostart:      yes
Bridge:         virbr2

Interfaces conectadas al bridge ¶

Ahora que conocemos el nombre del bridge veamos las interfaces conectadas a este:

$ brctl show virbr1
bridge name     bridge id               STP enabled     interfaces
virbr1          8000.525400c4d1d7       yes             virbr1-nic
                                                        vnet1
                                                        vnet3

La interfaz vibr1-nic es creada por libvirt cuando inicia el bridge virbr1. El propósito de esta interfaz es proveer una dirección MAC consistente y confiable para el bridge virbr1. El bridge copia la dirección MAC de la primera interfaz que es añadida al bridge. virbr1-nic siempre es la primera interfaz añadida al bridge por libvirt y no es eliminada hasta que se borre el bridge.
vnet1 y vnet3 son las interfaces de red virtuales añadidas a sus respectivas VMs.

Editando una red virtual ¶

Editemos una red virtual modo routed y modifiquemos su configuración de enrutamiento para que los paquetes de las VMs sean reenviados a otra interfaz en el host según la reglas de rutas IP especificadas en el host.

Antes de editar la red virtual, primero debemos pararla:

$ virsh net-destroy routed

Network routed destroyed

Editar la red usando virsh net-edit:

$ virsh net-edit routed

Network routed XML configuration edited.

Este comando hará una copia temporal del archivo de configuración usado por routed en /tmp y luego abrirá el editor de texto predeterminado. Editaremos la etiqueta <forward>:

Configuración antigua:

<forward dev='wlp2s0' mode='route'>
    <interface dev='wlp2s0'/>
</forward>

Configuración nueva:

<forward mode='route' />

Verificar la configuración con net-dumpxml:

$ virsh net-dumpxml routed

<network>
<name>routed</name>
<uuid>43d8bf8b-3558-4ed0-85d3-66b8de7783ff</uuid>
<forward mode='route'/>
<bridge name='virbr2' stp='on' delay='0'/>
<mac address='52:54:00:76:20:86'/>
<ip address='192.168.10.1' netmask='255.255.255.0'>
    <dhcp>
        <range start='192.168.10.128' end='192.168.10.254'/>
    </dhcp>
</ip>
</network>

Luego de verificar la configuración, iniciar la red virtual con net-start:

$ virsh net-start routed

Network routed started