Linux如何配置虚拟机NAT网络

答案：配置Linux虚拟机NAT网络需通过libvirt创建或启用default网络，确保虚拟机连接至virbr0网桥并获取私有IP，宿主机开启IP转发和防火墙规则，实现虚拟机经NAT访问外网。

Linux如何配置虚拟机NAT网络

在Linux上配置虚拟机NAT网络，核心在于让虚拟机通过宿主机访问外部网络，同时保持虚拟机与宿主机内部网络相对隔离。这通常涉及到宿主机的网络管理工具（如

libvirt

或VirtualBox的网络设置）和虚拟机自身的网络配置。简单来说，就是宿主机扮演一个路由器角色，为虚拟机提供一个私有网络，并通过宿主机自身的网络接口进行地址转换（NAT）来访问互联网。

解决方案

在Linux环境下，配置虚拟机NAT网络，我们主要以KVM/QEMU为例，因为它在Linux上是原生且功能强大的虚拟化解决方案。如果你使用VirtualBox，其配置会更直观，在虚拟机设置中选择“网络”->“连接方式”为“NAT”即可。

对于KVM/QEMU，通常通过

libvirt

管理。默认情况下，

libvirt

会创建一个名为

default

的NAT网络。

检查或启用默认NAT网络： 打开终端，首先检查
```
libvirt
```
的默认网络是否已存在并运行：
```
virsh net-list --all
```
你可能会看到一个名为
```
default
```
的网络，状态为
```
active
```
。如果不是，或者你想自定义，可以继续下一步。
查看或编辑NAT网络定义： 如果
```
default
```
网络不存在或你想修改它，可以查看其XML定义：
```
virsh net-edit default
```
这会打开一个文本编辑器显示网络的XML配置。一个典型的NAT网络配置看起来会是这样：
```
<network>   <name>default</name>   <uuid>...</uuid>   <forward mode='nat'/>   <bridge name='virbr0' stp='on' delay='0'/>   <ip address='192.168.122.1' netmask='255.255.255.0'>     <dhcp>       <range start='192.168.122.2' end='192.168.122.254'/>     </dhcp>   </ip> </network>
```
- ```
<forward mode='nat'/>
```
  ：明确指出这是NAT模式。
- ```
<bridge name='virbr0' .../>
```
  ：
```
virbr0
```
  是宿主机上虚拟网桥的名称，虚拟机将连接到这个网桥。
- ```
<ip address='192.168.122.1' netmask='255.255.255.0'>
```
  ：这是虚拟网桥的IP地址，也是虚拟机默认的网关。
- ```
<dhcp>
```
  ：
```
libvirt
```
  内置的DHCP服务器会为连接到此网络的虚拟机分配IP地址。
你可以根据需要调整IP地址范围，但通常默认设置已经足够。保存并退出编辑器。

启动或激活网络： 如果网络状态不是

active

，需要启动它：

virsh net-start default virsh net-autostart default # 设置开机自启动

将虚拟机连接到NAT网络：
- 使用
  
  virt-manager
  
  图形界面： 打开
```
virt-manager
```
  ，选择你的虚拟机，点击“打开”，进入虚拟机详情页面。点击左侧的“添加硬件”或直接编辑现有网卡。在“网络源”中选择“网络名称”，然后从下拉菜单中选择
```
default
```
  （或你自定义的NAT网络）。确保“设备型号”选择一个常见的虚拟网卡，如
```
virtio
```
  。
- 使用
  
  virsh
  
  命令行： 如果你已经创建了虚拟机但未指定网络，或者想修改现有虚拟机的网络，可以使用
```
virsh edit <vm_name>
```
  命令。在虚拟机的XML配置中找到
```
<interface type='network'>
```
  部分，确保其配置如下：
```
<interface type='network'>   <mac address='52:54:00:xx:xx:xx'/>   <source network='default'/>   <model type='virtio'/>   <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x01' slot='0x00' function='0x0'/> </interface>
```
```
<source network='default'/>
```
  是关键，它将虚拟机连接到名为
```
default
```
  的
```
libvirt
```
  网络。
启动虚拟机并验证网络： 启动你的虚拟机。进入虚拟机内部，检查其网络配置。如果虚拟机配置为DHCP客户端（大多数Linux发行版默认如此），它应该会自动从
```
libvirt
```
的DHCP服务获取到一个IP地址（例如
```
192.168.122.x
```
），网关是
```
192.168.122.1
```
。尝试
```
ping 8.8.8.8
```
或访问一个网站，验证虚拟机是否能正常访问外部网络。

这个过程听起来可能有些繁琐，但一旦

default

网络配置好，后续的虚拟机直接选择连接它就行，非常方便。我个人更倾向于KVM/QEMU，因为它更底层、更灵活，也更符合Linux的生态。

为什么选择NAT网络而不是桥接网络？它们各自有什么优缺点？

在选择虚拟机网络模式时，NAT（网络地址转换）和桥接（Bridge）是最常见的两种。它们各自有其适用场景和优缺点，我通常会根据具体需求来权衡。

NAT网络（Network Address Translation）

优点：
- 简单易用： 通常是默认设置，配置最简单。宿主机充当路由器，虚拟机在独立的私有网络中，通过宿主机的IP访问外部网络。
- 安全性高： 虚拟机与宿主机所在局域网是隔离的。外部网络无法直接访问虚拟机，增加了安全屏障。
- 对宿主网络无侵入： 虚拟机不会在宿主机的局域网中占用IP地址，避免了潜在的IP冲突问题，特别适合在公共Wi-Fi或不确定网络环境下使用。
- 宿主机IP变化不影响虚拟机： 即使宿主机的IP地址变化（例如从一个Wi-Fi切换到另一个），虚拟机通常也能保持稳定的互联网连接，因为NAT机制会处理地址转换。
缺点：
- 外部无法直接访问虚拟机： 这是最大的限制。如果想让局域网内的其他设备或外部网络访问虚拟机提供的服务（如Web服务器），需要进行复杂的端口转发配置。
- 性能略低： 理论上，NAT模式下数据包需要经过宿主机的地址转换，相比桥接模式可能会有轻微的性能开销，但在大多数日常使用中感知不明显。
- 网络隔离： 虚拟机之间、虚拟机与宿主机局域网其他设备之间的通信需要通过宿主机转发，这在某些需要局域网内互通的场景下可能不便。

桥接网络（Bridged Network）

优点：
- 虚拟机作为独立设备： 虚拟机就像局域网中的一台物理机器，拥有独立的IP地址，可以直接与局域网内的其他设备通信，也可以直接被外部访问（如果防火墙允许）。
- 高性能： 数据包直接通过虚拟网桥转发到物理网卡，性能接近物理机。
- 方便服务暴露： 如果虚拟机需要提供服务（如Web服务器、数据库），桥接模式最方便，无需额外的端口转发。
**缺点：
- 配置相对复杂： 特别是宿主机使用无线网络时，配置虚拟网桥可能会遇到一些挑战。
- 可能引起IP冲突： 虚拟机需要从宿主机的局域网中获取一个IP地址，如果管理不善，可能会与局域网内其他设备冲突。
- 安全性较低： 虚拟机直接暴露在局域网中，需要更强的防火墙保护。
- 依赖宿主网络： 宿主机的网络环境变化（如IP地址变更），可能会直接影响虚拟机的网络连接。

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我个人在日常开发和测试中，如果只是想让虚拟机能够上网，并且不需要外部访问，NAT网络是我的首选。它简单、安全、可靠。但如果我需要搭建一个内部服务，让团队成员能够访问，或者进行网络攻防实验，那么桥接网络的优势就凸显出来了，虽然配置上可能需要多花点心思。

配置NAT网络后，虚拟机无法访问外部网络怎么办？常见排查思路和解决办法。

虚拟机配置了NAT网络后，却无法访问外部网络，这确实是让人头疼的问题。我遇到过不少次，通常都是一些细节没到位。这里整理一些常见的排查思路和解决办法，希望能帮你快速定位问题。

检查宿主机

libvirt

网络状态： 这是第一步，也是最容易被忽视的。
- 网络是否启动？
```
virsh net-list --all
```
  确保你的NAT网络（通常是
```
default
```
  ）状态是
```
active
```
  。如果不是，执行
```
virsh net-start default
```
  启动它。
- 网络是否设置为自启动？ 如果每次重启宿主机后都要手动启动网络，那它可能没有设置为自启动。
```
virsh net-autostart default
```
  可以解决这个问题。
- 网络定义是否正确？
```
virsh net-edit default
```
  ，检查XML配置，特别是
```
<forward mode='nat'/>
```
  和
```
<bridge name='virbr0'/>
```
  以及
```
<ip ...>
```
  部分，确保没有语法错误或不合理的IP范围。
检查虚拟机网卡配置：
- 虚拟机是否连接到正确的网络？ 在
```
virt-manager
```
  中查看虚拟机硬件详情，或者使用
```
virsh edit <vm_name>
```
  ，确认
```
<interface type='network'>
```
  中的
```
<source network='default'/>
```
  （或你自定义的NAT网络名称）是正确的。
- 网卡是否启用？ 进入虚拟机内部，使用
```
ip a
```
  或
```
ifconfig
```
  检查网卡是否已启用并获取到IP地址。
- IP地址、网关和DNS是否正确？ 虚拟机应该通过DHCP获取到IP地址（例如
```
192.168.122.x
```
  ），网关是
```
libvirt
```
  网络的IP地址（例如
```
192.168.122.1
```
  ），DNS服务器通常也会由DHCP分配。
  - 检查IP地址和网关：
```
ip route
```
  - 检查DNS服务器：
```
cat /etc/resolv.conf
```
    如果IP地址不对或者没有获取到，尝试重启虚拟机内部的网络服务（如
```
sudo systemctl restart NetworkManager
```
    或
```
sudo service networking restart
```
    ），或者检查DHCP客户端是否运行。
宿主机防火墙问题： 这是另一个常见的“坑”。宿主机上的防火墙可能会阻止NAT转发。
- firewalld
  
  ：如果你使用的是
```
firewalld
```
  ，
```
libvirt
```
  通常会添加必要的规则。但有时可能会被其他规则干扰。你可以尝试临时关闭
```
firewalld
```
  进行测试（
```
sudo systemctl stop firewalld
```
  ，注意：生产环境慎用！）。如果关闭后网络正常，说明是防火墙问题。你需要确保
```
libvirt
```
  服务对应的区域（通常是
```
libvirt
```
  区域）是正确的，并且允许了转发。
- ufw
  
  ：
```
ufw
```
  也可能需要特殊配置。确保相关端口或转发规则没有被阻断。
- iptables
  
  ：
```
libvirt
```
  在启动NAT网络时会自动添加
```
iptables
```
  规则。你可以查看
```
iptables -t nat -L
```
  和
```
iptables -L -v
```
  ，检查是否有正确的
```
POSTROUTING
```
  和
```
FORWARD
```
  规则。如果宿主机上部署了其他
```
iptables
```
  规则，可能会覆盖或干扰
```
libvirt
```
  的规则。
宿主机IP转发是否开启： NAT功能依赖于宿主机内核的IP转发功能。
- 检查：
```
cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
```
  ，如果输出是
```
0
```
  ，表示未开启。
- 开启：
```
echo 1 | sudo tee /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
```
  。
- 永久开启：编辑
```
/etc/sysctl.conf
```
  ，添加或修改
```
net.ipv4.ip_forward = 1
```
  ，然后执行
```
sudo sysctl -p
```
  使之生效。
DNS解析问题： 如果能
```
ping 8.8.8.8
```
但不能
```
ping google.com
```
，那就是DNS解析问题。
- 检查虚拟机内部的
```
/etc/resolv.conf
```
  文件，确保DNS服务器地址是可达且正确的。可以尝试手动将其修改为公共DNS（如
```
8.8.8.8
```
  或
```
114.114.114.114
```
  ）进行测试。

排查时，我通常会从虚拟机内部开始，先确认它自身网络配置是否正确，然后逐步向外，检查宿主机的网络服务、防火墙和转发设置。这个过程需要耐心和细致。

如何在NAT模式下让外部网络访问虚拟机提供的服务？（端口转发/Port Forwarding）

在NAT模式下，虚拟机隐藏在宿主机之后，外部网络无法直接访问到它。但如果虚拟机内部运行着Web服务器、SSH服务或其他应用，我们确实需要让外部（包括宿主机所在的局域网）能够访问。这时，就需要用到端口转发（Port Forwarding），它本质上是在宿主机上设置一个规则，将宿主机某个端口收到的连接请求，转发到虚拟机内部的特定IP和端口。

对于KVM/QEMU，实现端口转发主要有两种方式：通过

libvirt

网络定义或直接使用

iptables

规则。我个人倾向于使用

iptables

，因为它更灵活，且在许多场景下是直接可用的。

方法一：通过

libvirt

网络定义（适用于KVM/QEMU）

这种方法是将端口转发规则集成到

libvirt

的网络配置中，由

libvirt

自动管理

iptables

规则。

编辑NAT网络定义：
```
virsh net-edit default
```
找到
```
<network>
```
标签，在
```
<forward mode='nat'/>
```
之后（或者在
```
<ip ...>
```
之前），添加
```
<portforward>
```
规则。

添加端口转发规则示例： 假设你的虚拟机IP是

192.168.122.100

，内部运行着一个Web服务在

端口，你想让宿主机

端口的请求转发到虚拟机

端口。

<network>   <name>default</name>   <!-- ... 其他配置 ... -->   <forward mode='nat'/>   <portforward name='web-server' proto='tcp'>     <port start='8080' end='8080'/>     <target type='ipv4' address='192.168.122.100' port='80'/>   </portforward>   <!-- ... 其他配置 ... --> </network>

```
name='web-server'
```
：给这个转发规则起一个描述性名称。
```
proto='tcp'
```
：指定协议，可以是
```
tcp
```
、
```
udp
```
或
```
all
```
。
```
<port start='8080' end='8080'/>
```
：宿主机上监听的端口范围。这里是
```
8080
```
。

<target type='ipv4' address='192.168.122.100' port='80'/>

：虚拟机内部的IP地址和目标端口。

保存并重启网络： 保存XML文件。然后需要停止并重新启动
```
default
```
网络，以使更改生效：
```
virsh net-destroy default virsh net-start default
```
注意： 停止网络会导致所有连接到该网络的虚拟机暂时断网。

方法二：直接使用

iptables

命令（更灵活，适用于所有Linux NAT场景）

这种方法直接在宿主机上添加

iptables

的DNAT（Destination NAT）规则。它的好处是不依赖

libvirt

的网络定义，可以更精细地控制。

确认IP转发已开启： 如果未开启，请参照上一节的方法开启：
```
net.ipv4.ip_forward = 1
```
。
添加

iptables

DNAT规则： 假设你的宿主机IP是
```
192.168.1.10
```
（或者宿主机面向外部的网卡IP），虚拟机IP是
```
192.168.122.100
```
。你想将宿主机
```
8080
```
端口的TCP请求转发到虚拟机
```
80
```
端口。
```
sudo iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 8080 -j DNAT --to-destination 192.168.122.100:80 sudo iptables -A FORWARD -p tcp -d 192.168.122.100 --dport 80 -m state --state NEW,ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT
```
- 第一条规则：在
```
nat
```
  表的
```
PREROUTING
```
  链中添加一条规则。当收到目标端口为
```
8080
```
  的TCP请求时，将其目的地址改为
```
192.168.122.100:80
```
  。
- 第二条规则：在
```
filter
```
  表的
```
FORWARD
```
  链中添加一条规则，允许转发到虚拟机
```
192.168.122.100
```
  的
```
80
```
  端口的TCP流量通过。这通常是必要的，因为默认的
```
FORWARD
```
  策略可能是
```
DROP
```
  。
使

iptables

规则持久化：
```
iptables
```
规则在系统重启后会丢失，除非你保存它们。
- 使用
  
  netfilter-persistent
  
  (Debian/Ubuntu)：
```
 sudo apt-get
```

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解决方案

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