Введение

В статье рассматриваются приемы включения и настройки сетевых служб VLAN и VXLAN.

• VLAN (Virtual Local Area Network) — виртуальная локальная компьютерная сеть (виртуальный изолированный широковещательный домен). Позволяет группе сетевых устройств взаимодействовать так, как если бы они были подключены к единой изолированной от других устройств локальной сети независимо от их физического местонахождения. VLAN представляется участникам группы как отдельная физическая локальная сеть, обеспечивает передачу данных между участниками группы и изолирует их от устройств, не входящих в группу. Для идентификации принадлежности сетевых пакетов VLAN-у используется двенадцатибитный идентификатор (VLAN ID), т.е. максимальное количество VLAN-ов в одной сети - 4096. Подробнее см. RFC-3069 VLAN Aggregation for Efficient IP Address Allocation и документацию по стандартам IEEE 802.1q;

• VXLAN (Virtual Extensible LAN) - технология сетевой виртуализации, предназначенная для обеспечения масштабируемости больших система облачных вычислений. VXLAN использует схожую с VLAN технику для MAC инкапсуляции кадров Ethernet второго уровня в в пакеты UDP.
  VXLAN обеспечивает функционирование до 16 миллионов изолированных логических сетей второго уровня, позволяя им одновременно сосуществовать в одной IP-сети. Представляет собой протокол туннелирования, разработанный для преодоления ограничения в 4096 идентификаторов в стандарте IEEE 802.1q (VLAN). Размер идентификатора VXLAN увеличен до 24 бит (16 777 216 идентификаторов). Подробнее см. RFC 7348 и стандарт IEEE 802.1ad. В Astra Linux реализован как модуль ядра.

Включение и настройка VLAN

Настойка сетевых интерфейсов VLAN подобна настройке обычных сетевых интерфейсов. Далее в примерах будет выполняться настройка с использованием в качестве родительского сетевого интерфейса простого интерфейса eth0, однако VLAN может быть настроен с использованием в качестве родительских таких интерфейсов, как объединение (bond или team) или мост (bridge).

Установка пакетов. Загрузка модулей

Для использования VLAN:

1. Загрузить модуль ядра 8021q:

   sudo modprobe 8021q

2. Убедиться, что модуль загружен:

   lsmod | grep 8021q

3. Добавить в сетевые настройки (iptables) разрешения на создание таблиц маршрутизации:

   echo "500 firsttable" | sudo tee -a /etc/iproute2/rt_tables
   echo "501 firsttable" | sudo tee -a /etc/iproute2/rt_tables"

   Здесь и далее используются VLAN ID 500 и 501;

Для того, чтобы модуль загружался автоматически при загрузке ОС, можно создать в каталоге /etc/modules-load.d/ файл с именем, например,  /etc/modules-load.d/vlan.conf, и перечислить в нём названия загружаемых модулей:

8021q

Настройка VLAN

Создание и настройка VLAN с помощью NetworkManager

1. Войти в сессию администратора (для Astra Linux Special Edition с включенным МКЦ — администратора с высоким уровнем целостности);
2. Правой кнопкой мыши нажать на апплет NetworkManager;
3. В появившемся списке выбрать пункт "Изменить соединения";
4. Для создания нового соединения нажать кнопку с символом "+";
5. Выбрать тип соединения VLAN и нажать кнопку "Создать";
6. В открывшейся форме:
   1. В закладке VLAN задать параметры, относящиеся к VLAN:
      
      1. Указать имя соединения;
      2. Выбрать родительский интерфейс;
      3. Указать идентификатор VLAN;
      4. По необходимости заполнить остальные параметры;
   2. В остальных закладках указать параметры, как для обычных сетевых соединений.
   3. Нажать кнопку "Сохранить";

Создание и настройка VLAN с помощью службы networking

Для настройки интерфейса VLAN с помощью службы networking

1. Войти в сессию администратора (для Astra Linux Special Edition с включенным МКЦ — администратора с высоким уровнем целостности);

2. Проверить список имеющихся сетевых интерфейсов:

   ip link show
   

   ---

   1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default qlen 1000
       link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00

   2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
       link/ether 52:54:00:64:d9:e8 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

   Далее для настройки будет использоваться интерфейс eth0;
   
   

3. В файл конфигурации сетевого интерфейса добавить строки:

   # The first VLAN interface
   auto eth0.500
   iface eth0.500 inet static
   address 172.20.20.10
   netmask 255.255.255.240
   gateway 172.20.20.1
   dns-nameservers 8.8.8.8 8.8.4.4

   Название сетевого интерфейса VLAN должно иметь форму <имя_интерфейса>.<VLAN_ID>;

4. Включить сетевые интерфейсы:

   sudo ifup eth0.500

5. Проверить состояние интерфейса:

   sudo ifconfig eth0.500

При необходимости можно добавить несколько интерфейсов VLAN

# The second VLAN interface
auto eth0.501
iface eth0.501 inet static
address 172.21.10.0
netmask 255.255.255.0

Если хост используется в качестве гипервизора, то выполнить настройку сети:

1. Разрешить в конфигурации сети пересылку пакетов:

   echo "net.ipv4.ip_forward=1" | sudo tee -a /etc/sysctl.conf
   echo "net.ipv4.conf.all.arp_filter=0" | sudo tee -a /etc/sysctl.conf
   echo "net.ipv4.conf.all.rp_filter=2" | sudo tee -a /etc/sysctl.conf

2. Загрузить конфигурацию:

   sudo sysctl -p

Включение и настройка VXLAN

1. Создание устройства VXLAN:

   sudo ip link add vxlan0 type vxlan id 42 group 239.1.1.1 dev eth0 dstport 4789
   Указанная команда создает новое устройство с именем vxlan0. Это устройство использует широковещательную группу 239.1.1.1 и родительское устройство eth0 для обработки трафика, не имеющего правил обработки в таблице пересылки (форвардинга) пакетов. Целевой порт 4789 выбран в соответствии со стандартом IANA;

2. Удаление устройства VXLAN:

   sudo ip link delete vxlan0

3. Получение информации об устройстве VXLAN:

   sudo ip -d link show vxlan0

Управление таблицами пересылки VXLAN выполняется с помощью команды bridge:

1. Создать правило в таблице пересылки:

   sudo bridge fdb add to 00:17:42:8a:b4:05 dst 192.19.0.2 dev vxlan0

2. Удалить правило пересылки:

   sudo bridge fdb delete 00:17:42:8a:b4:05 dev vxlan0

3. Получение информации о правилах пересылки:

   sudo bridge fdb show dev vxlan0