網(wǎng)橋的概念

• 在生活中，橋是一種結(jié)構(gòu)，用于連接兩個地方，允許行人、車輛等安全地跨越障礙物（如河流或高速公路）

• 在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，網(wǎng)橋是一種工作在數(shù)據(jù)鏈路層的物理或邏輯設(shè)備，可以用于連接兩個或多個局域網(wǎng)段。它基于MAC地址來轉(zhuǎn)發(fā)或過濾幀，從而有效地劃分廣播域。

• 在Linux中，網(wǎng)橋是一個邏輯設(shè)備，用于鏈接兩個或更多的網(wǎng)絡(luò)接口（例如，eth0, eth1），使它們在邏輯上工作如同一個接口。在虛擬化技術(shù)中，就使用到了網(wǎng)橋技術(shù)，鏈接物理主機(jī)和虛擬機(jī)或不同的虛擬機(jī)。

網(wǎng)橋工作原理

1、網(wǎng)絡(luò)接口的作用

• 在Linux中，udev 是負(fù)責(zé)動態(tài)管理設(shè)備節(jié)點(diǎn)的守護(hù)進(jìn)程。當(dāng)硬件設(shè)備被插入或移除時，udev 會根據(jù) /lib/udev/rules.d/ 目錄中定義的規(guī)則來生成或移除對應(yīng)的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，并進(jìn)行相應(yīng)的命名和管理。

• 網(wǎng)絡(luò)接口名稱（例如eth0、ens33）是由udev的規(guī)則指定的，這只是一個邏輯名稱，用于在用戶空間中引用特定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這個名稱本身并不直接指向物理設(shè)備，而是與內(nèi)核中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)。

• 所以用戶空間的相關(guān)工具（例如ifconfig、nmcli等）可以通過這個網(wǎng)絡(luò)接口的名稱作為標(biāo)識符來與內(nèi)核的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧交互，這個接口名稱為工具和內(nèi)核提供了一個明確的引用點(diǎn)，以便指定它們希望配置或查詢哪個特定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

虛擬網(wǎng)卡是一個邏輯上的網(wǎng)絡(luò)接口（vnetX），它在Linux內(nèi)核中表示為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但沒有與之對應(yīng)的物理硬件。

2、網(wǎng)橋的成員接口

創(chuàng)建一個網(wǎng)橋設(shè)備時，這個網(wǎng)橋設(shè)備和虛擬網(wǎng)卡一樣，沒有對應(yīng)的物理硬件，屬于邏輯上的設(shè)備。將物理網(wǎng)卡和虛擬網(wǎng)卡進(jìn)行橋接，都會成為了橋的成員接口，此時eth0和vnetX直接通信的不再是內(nèi)核，而是橋br0。但vnetX和eth0仍然可以在數(shù)據(jù)鏈路層上發(fā)送和接收幀。（不能直接向內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧發(fā)送消息，而是只能接收來自網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的消息），一旦進(jìn)行了橋接，vnetX和eth0就會共享相同的網(wǎng)絡(luò)段。從邏輯上講，它們都連接到了同一個數(shù)據(jù)鏈路層子網(wǎng)。

可以簡單理解為，進(jìn)行橋接后，物理網(wǎng)卡變成了一根網(wǎng)線，連接外部硬件設(shè)備。

說明：兩個網(wǎng)絡(luò)接口（無論是物理的還是虛擬的）之間的橋接，通常需要一個橋接設(shè)備。不能直接將兩個網(wǎng)絡(luò)接口橋接在一起而不創(chuàng)建一個橋接設(shè)備。

橋接說明：

• 橋接后的數(shù)據(jù)流： 當(dāng)物理網(wǎng)卡（例如，eth0）被添加到橋（例如，br0）時，它不再直接與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧進(jìn)行通信。所有的數(shù)據(jù)鏈路層通信都通過橋接口來管理和轉(zhuǎn)發(fā)。此時，橋接口充當(dāng)了一個虛擬交換機(jī)的角色，負(fù)責(zé)在其成員接口之間進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路層的幀轉(zhuǎn)發(fā)。

• IP地址分配： 當(dāng)橋接配置完畢后，橋接口（如br0）成為與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧交互的主要接口，因此應(yīng)當(dāng)為其分配IP地址。這就解釋了為什么將eth0橋接后，其原來的IP地址會被移除。同時，橋接成員接口（如vnetX）通常不需要IP地址，因?yàn)樗鼈儾辉僦苯优c網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧交互，而是通過橋接口br0來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

• 物理網(wǎng)卡的作用： 在橋接配置中，物理網(wǎng)卡可以被看作是一段傳輸介質(zhì)或“電纜”，連接計算機(jī)硬件與外部網(wǎng)絡(luò)。它確保橋接口及其成員可以與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路層的通信。

Linux 網(wǎng)橋管理

通過工具管理網(wǎng)橋

1、通過 brctl 創(chuàng)建網(wǎng)橋

brctl 是由 bridge-utils 軟件包提供的一個工具，可以通過這個工具來輕松創(chuàng)建網(wǎng)橋。但是隨著iproute2 套件的發(fā)展和普及，ip 命令開始提供了類似的功能，使得對網(wǎng)橋的管理brctl不再是首選的工具。

使用 brctl 創(chuàng)建的網(wǎng)橋在默認(rèn)情況下是臨時的，重啟系統(tǒng)就失效了。

創(chuàng)建網(wǎng)橋：

# br0是創(chuàng)建的網(wǎng)橋接口名稱

$ sudo brctl addbr br0

給網(wǎng)橋添加成員接口：

# ens33和37是物理網(wǎng)卡
$ brctl addif ens33
$ brctl addif ens37

啟動網(wǎng)橋：默認(rèn)網(wǎng)橋是down狀態(tài)的

ifconfig br_name up 或  ip link set br_name up

刪除網(wǎng)橋：

 brctl delbr br_name

移除子接口：

brctl delif br_name device_name

開啟stp功能

brctl stp br_name on

2、通過NetworkManager 配置網(wǎng)橋

一般是通過 NetworkManager 提供的命令行工具nmcli來管理網(wǎng)橋。因?yàn)楝F(xiàn)在的Linux發(fā)行版系統(tǒng)中，大多數(shù)是使用NetworkManager來作為網(wǎng)絡(luò)管理工具，當(dāng)使用nmcli進(jìn)行配置時，NetworkManager會將這些配置寫入其配置文件，以便在系統(tǒng)重啟后仍然有效。這些配置文件通常位于/etc/NetworkManager/system-connections/目錄下。

創(chuàng)建網(wǎng)橋：

nmcli con add type bridge con-name br0 ifname br0

添加成員接口到網(wǎng)橋：

# con-name 物理網(wǎng)卡在橋接中的連接名稱
nmcli con add type bridge-slave con-name br0-eth1 ifname eth1 master br0

# 刪除成員接口
nmcli con delete 物理網(wǎng)卡的連接名稱

啟動或停止網(wǎng)橋：

nmcli con up br0
nmcli con down br0

刪除網(wǎng)橋：

nmcli con delete br0

查看網(wǎng)橋的配置：

nmcli con show | grep bridge

說明：
連接名稱是 NetworkManager 的一個核心概念，實(shí)現(xiàn)更方便地管理各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，而不僅僅是通過網(wǎng)絡(luò)接口名稱。在 NetworkManager 中，每一個網(wǎng)絡(luò)配置（無論是有線、橋接等）都被視為一個“連接”（connection）。這個連接有一個名字，通常被稱為“連接名稱”（connection name），名稱任意，用于后續(xù)識別和管理該特定的連接。

啟動stp功能：

nmcli con modify br_name bridge.stp yes

3、通過ip命令管理網(wǎng)橋

ip命令是由iproute2 套件來提供的，提供了ip、ss等命令。使用ip命令來配置網(wǎng)橋也是臨時生效的哦。要使這些配置在重啟后依然生效，需要將這些命令添加到系統(tǒng)的啟動腳本或使用專門的網(wǎng)絡(luò)配置文件來持久化設(shè)置。

創(chuàng)建網(wǎng)橋；

ip link add name br0 type bridge

添加成員接口：

ip link set dev eth1 master br0

啟動或停止網(wǎng)橋；

# up
ip link set dev br0 up

# down
ip link set dev br0 down

刪除網(wǎng)橋：

ip link delete dev br0 type bridge

刪除成員接口；

ip link set dev eth1 nomaster

查看網(wǎng)橋的配置：

ip link show type bridge

啟動stp功能：

sudo ip link set br_name type bridge stp_state 1

網(wǎng)橋配置IP地址

創(chuàng)建一個網(wǎng)橋并將一個或多個網(wǎng)絡(luò)接口添加為其成員時，成員接口上的IP地址配置通常會失效。此時，所以要為網(wǎng)橋接口本身配置IP地址，以便它可以參與網(wǎng)絡(luò)通信。

這個時候直接將網(wǎng)橋設(shè)備當(dāng)成一個普通的網(wǎng)絡(luò)接口（例如eth0）進(jìn)行配置就行了，記得還需要配置路由

例如；

# 網(wǎng)絡(luò)接口配置
ip addr add 192.168.1.10/24 dev br0

# 路由配置
ip route add default via 192.168.1.1 dev br0

通過配置文件管理網(wǎng)橋

1、centos7：

前提：檢查bridge模塊是否加載，如果沒有加載需要手動進(jìn)行加載并設(shè)置持久生效

lsmod  | grep bridge
bridge                151336  0
stp                    12976  1 bridge
llc                    14552  2 stp,bridge

# 加載模塊
modeprobe bridge

# 持久生效
vim /etc

1、創(chuàng)建網(wǎng)橋配置文件
配置文件位于：創(chuàng)建網(wǎng)橋配置文件 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br_name

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br0
DEVICE=br0
TYPE=Bridge
ONBOOT=yes
BOOTPROTO=static
IPADDR=10.0.0.20
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=10.0.0.2
DNS1=180.76.76.76
DNS2=223.6.6.6
STP=on  # 開啟stp功能

2、修改物理網(wǎng)卡接口的配置文件
例如將eth0和eth1這兩個物理接口作為網(wǎng)橋br0的子接口

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
TYPE="Ethernet"
NAME="eth0"
DEVICE="eth0"
ONBOOT="yes"
BRIDGE=br0

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
TYPE="Ethernet"
NAME="eth1"
DEVICE="eth1"
ONBOOT="yes"
BRIDGE=br0  # 表示當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)接口（如 eth0）應(yīng)該被添加到名為 br0 的網(wǎng)橋作為一個成員接口

eth0：

eth1：

3、重啟服務(wù)
centos7是默認(rèn)使用NetworkManager作為網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)。通過使用傳統(tǒng)的 network 腳本配置的網(wǎng)絡(luò)，你仍然可以利用 NetworkManager 來管理和應(yīng)用這些配置。

systemctl restart NetworkManager

2、ubuntu1604：

前提：

需要加載bridge模塊

sudo modeprobe bridge

sudo vim /etc/modules
bridges

需要安裝bridge-utils這個工具包，比較舊的一些版本bridge-utils 包是必要的

sudo apt install bridge-utils 

1、修改配置文件

sudo vim /etc/network/interfaces
auto lo
iface lo inet loopback

auto br0
iface br0 inet static
    address 192.168.14.108
    netmask 255.255.248.0
    gateway 192.168.12.1
    dns-nameserver 180.76.76.76
    bridge_ports ens33 ens37
    bridge_stp on

auto ens33
iface ens33 inet manual
    up ip link set $IFACE up
    down ip link set $IFACE down

auto ens37
iface ens37 inet manual
    up ip link set $IFACE up
    down ip link set $IFACE down

說明：

1. 在配置文件中添加auto ens33和auto ens37目的是為了保證網(wǎng)絡(luò)接口開機(jī)自啟動

2. 給ens33和ens37配置 up 和down的命令是為了確保接口能正確上下線（系統(tǒng)啟動或重新啟動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)時）

3. 物理網(wǎng)絡(luò)接口使用手動（manual）模式是為了確保系統(tǒng)知道這些接口存在，并且不會嘗試自動為它們分配IP地址

4. bridge_stp需要設(shè)置為on，特別是網(wǎng)橋的成員接口位于同一個交換機(jī)，不開啟會發(fā)生環(huán)路的問題；

5. $IFACE是一個特殊的變量，它自動引用當(dāng)前被配置的網(wǎng)絡(luò)接口的名稱

2、重啟服務(wù)

sudo systemctl restart networking

3、ubuntu2004

前提：需要加載bridge模塊

# 檢查模塊是否加載
lsmod | grep bridge

# 加載模塊
sudo modprobe bridge

# 持久化配置
sudo vim /etc/modules
bridge

1、編輯配置文件

network:
  version: 2
  renderer: networkd
  ethernets:
    ens33:
      dhcp4: no
    ens34:
      dhcp4: no

  bridges:
    br0:
      interfaces: [ens33, ens34]
      dhcp4: yes
      parameters:
        stp: true
        forward-delay: 4

2、配置生效

編輯了 netplan 的配置文件后，這些更改并不會立即生效。為了使這些更改生效，需要運(yùn)行 sudo netplan apply。這樣，netplan 會讀取修改后的配置文件并調(diào)用底層的網(wǎng)絡(luò)管理工具（例如 networkd 或 NetworkManager）來應(yīng)用這些配置更改。

sudo netplan apply

3、檢查是否生效

bridge link show br0

stp功能介紹

stp是Spanning Tree Protocol（生成樹協(xié)議）的縮寫，作用就是用來防止二層環(huán)路的，用在二層交換機(jī)上面。網(wǎng)橋就相當(dāng)于是一個交換機(jī)，所以在網(wǎng)橋?qū)⒊蓡T接口（物理網(wǎng)卡）加入時，需要開啟stp協(xié)議才行。不然如果兩個物理網(wǎng)卡是連接在一個交換機(jī)上面，就會產(chǎn)生廣播風(fēng)暴。導(dǎo)致整個局域網(wǎng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的問題。

當(dāng)配置一個網(wǎng)橋并啟用STP協(xié)議后，為了避免可能的網(wǎng)絡(luò)環(huán)路，每個加入到該網(wǎng)橋的端口（一個端口就是一個物理網(wǎng)卡）會經(jīng)歷幾個狀態(tài)變遷，以確定網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并確定哪些端口應(yīng)該被放入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，哪些端口應(yīng)該被阻塞。首先進(jìn)入阻塞狀態(tài)。從阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)前，端口需要經(jīng)歷兩個中間狀態(tài)：

• 監(jiān)聽 (Listening)：在此狀態(tài)中，端口會監(jiān)聽可能的沖突的橋接數(shù)據(jù)包，但不會學(xué)習(xí)MAC地址。此狀態(tài)默認(rèn)持續(xù)15秒（這是Forward Delay的一半）。

• 學(xué)習(xí) (Learning)：在此狀態(tài)中，端口開始學(xué)習(xí)MAC地址，從而構(gòu)建其轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫，但仍然不轉(zhuǎn)發(fā)楨。此狀態(tài)同樣持續(xù)15秒（這是Forward Delay的另一半）。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-710767.html

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