Linux bridge桥接两个VirtualBox虚拟网络的方法步骤

这篇文章缘起于这段时间我对拆东墙补西墙这种工作方式的抱怨。

先是磁盘空间不够用，配发的电脑仅仅剩余12G的空间，不能外接硬盘，暂时也不能上传备份，相当于一台离线的机器吧。我却要完整编译一个4.19版本的Linux内核…于是没日没夜的，我开始人肉压缩再释放的操作，不得开心颜。最终我还是搞定了问题，不过这个磁盘空间问题解决得不算优雅，至少它无法让人觉得我在炫技。

和针对磁盘空间的抱怨相比，下面的问题就有点意思了。

使用虚拟机搭建网络测试环境总是会遇到各种奇葩的问题，这往往是各种虚拟机平台的缺陷所致。(也许我理解狭隘，但在我看来阻碍工作的机制就是缺陷)

虚拟网络毕竟不是真实的，网络技术发展40余年，一个软件想通过覆盖全面的测试几乎是不可能的，设计考虑不周全也是正常现象。

比方说用VirtualBox虚拟机搭建满足如下需求的测试环境：

我需要一台Linux主机作为网桥桥接两个网络。(我需要中间设置些规则又不想走路由)

很简单是不是？你试过吗？

想法非常直接且简单。类似VMWare的Lan Segment，VirtualBox有一种虚拟网络叫做Internal Network，说白了就是帮你摸你一个内部的私有网络。

主机B作为Bridge，网卡配置如下：

作为Bridge桥接两个网络的两台主机，Linux系统做如下配置：

brctl addbr br0;
brctl addif br0 enp0s9;
brctl addif br0 enp0s10;
ifconfig br0 up;

主机H1的enp0s9设置为Internal模式，接入intnet：

H1的Linux系统配置如下：

ifconfig enp0s9 40.40.40.201/24

主机H2的enp0s9设置为Internel模式，接入intnet2:

H2的Linux系统配置如下：

ifconfig enp0s9 40.40.40.100/24

你觉得H1和H2互相ping对方的地址，能通吗？

试过就知道，不行！

迄至2019年11月8日，6.0.14是最新的了：

是的，不行！

我先解释Why，再来演示How。

那么，Why？

和VMWare的LAN Segment内部有一个 虚拟学习型交换机(早期是广播式Hub) 不同， VirtualBox的Internal Network内部的交换机不是学习型的，而是注册型的！

所谓的注册型交换机就是，只有注册过的Mac地址，该交换机才会帮你转发！这类交换机只有两种转发策略：

对于广播帧，所有的端口都发一份。对于单播帧，仅向注册该目标Mac地址的端口发送。

很显然，猜测其内部是有一张表的：

那么交换机是如何注册Mac地址的呢？或者说，从哪里可以看到一个虚拟机的一个网卡注册了哪个Mac呢？

请看“虚拟机->设置->网络”：

每激活一块网卡，展开下面的Advanced就是该网卡的注册Mac地址。

上面的实验不通的原因现在很明确了。H1 ping H2时，经由Linux Bridge，ARP请求可以广播到H2，此时H2收到的ARP广播中，源MAC自然是H1的MAC地址，当H2回复ARP Reply时，目标MAC为H1的MAC地址，而H1的MAC地址没有注册在intnet2的虚拟交换机中，所以intnet2的交换机不会转发这个帧。 所以自然就不通咯！

好了，接下来，我来打通其任督二脉，让它通！是演示How的时候了。

只需要三步：

• 将intnet上H1的MAC地址注册在Linux Bridge的intnet2网卡enp0s10。
• 将intnet2上H2的MAC地址注册在Linux Bridge的intnet网卡enp0s9。
• Linux Bridge主机起来后，通过ifconfig命令将其enp0s9，enp0s10网卡的MAC改成别的。

我来分别演示具体如何做。

我们看到网卡配置界面貌似没有指定MAC地址的选项，只有一个随机生成MAC的按钮：

怎么办？

用命令行啊！

我们使用VBoxManage命令指定特定网卡的MAC地址，如下所示：

zhaoyadeMacBook-Pro:~ $ VBoxManage modifyvm "ubuntu new" --macaddress4 0800279ff0e6
zhaoyadeMacBook-Pro:~ $ VBoxManage modifyvm "ubuntu new" --macaddress3 080027bb3d67

以上的 0800279ff0e6 是H1 enp0s9的MAC地址，而 080027bb3d67 则是H2 enp0s9的MAC地址，从它们的网络配置界面可以看到：

OK，现在启动Linux Bridge机器，完成第三步，之所以需要这一步，是防止地址冲突导致Bridge的转发表中毒：

• 0800279ff0e6可以从H1的intnet学习到。
• 0800279ff0e6被配置在自己的enp0s10上。

懵圈了不是？所以必须把Linux Bridge的enp0s9，enp0s10这两个网卡的MAC改成别的，而这个修改动作VirtualBox的Internal Network交换机并不知道(只有新的网卡激活或者重新注册新的MAC会改变转发表，即点击那个小按钮或者执行VBoxManage命令改变MAC地址)，所以并不影响其转发表。

好了，让我们行动：

ifconfig enp0s9 hw ether 08:00:27:bb:3d:68
ifconfig enp0s10 hw ether 08:00:27:9f:f0:e7

OK，所有步骤做完，让我们测试：

brctl addbr br0;
brctl addif br0 enp0s9;
brctl addif br0 enp0s10;
ifconfig br0 up;

再次ping一下？

这不就通了嘛…

事实上，HostOnly模式的桥接与Intenal Network类似，也有这样的问题，也是一样的解决方法。

我不知道这个无法桥接两个网络的问题是VirtualBox有意为之还是说它真的是一个实现上的缺陷，但我是真的在实际工作当中遇到了这个需求，所以在我个人看来，它就是缺陷！这一点明显不如VMWare的LAN Segment。

又或者说，VirtualBox仅仅在Mac OS上有这个问题？在Windows上好好的？也说不准，离开Windows平台已经快两年了。

这个问题解决了快一天。

一开始，我觉得是我的brctl配置问题，这么显然的一个操作，咋就不通呢…百思不得其解，我是使用HostOnly做实验的，后来通过抓包发现，H1的返回包直接返回到了Mac OS宿主机的vboxnet1网卡上的，而vboxnet1并没有向Linux Bridge转发这个包，先是怀疑是VirtualBox的一个BUG，重启系统无果后，我大致就猜出什么意思了。至于说什么 “注册型交换机” 这种词，都是我瞎猜自造的，不管怎么说，八九不离十吧，并且我显然跟随这问题解决了它。

好久没有遭遇这类问题了，不过我还是比较喜欢并且善于解这种疑难杂症的，个人不是很擅长写常规知识的教程，但对于这种平时大家不怎么遇到的怪问题，我这里自有妙药。

在找到答案之前，我也Google了很久，查找VirtualBox上对应LAN Segment的东西，并且查找Internal Network和LAN Segment的区别，我甚至想找一个Mac OS上的Virtual Switch来用，自己营造一个虚拟并真实的以太网…如果真的找不到，那就只能DIY一个了。

还好，在这个及其不切实际的大场面上动干戈之前，我突然想到了本文所述的解决问题的方法，谢天谢地～