虛擬機地址參數鬧沖突

最 近，筆者需要使用VM軟 件（VMware Workstation）虛擬多臺Linux操作系統服務器進行集群測試（本文采用Centos 6.0操作系統為例），虛擬機使用Host-only網絡模式進行連接。在對各主機配置完IP地址后，發現虛擬機與宿主機（筆者的電腦）之間通訊正常，但各虛擬機之間卻不通。在虛擬機中，使用ifconfig命令顯示網絡接口卡配置情況，發現自己犯了一個低級錯誤，雖然各虛擬機的IP地址是同一局域網段的不同IP地址，但網卡的HWADDR地址卻全部相同，都是“00:0C:29:10:AC:71”。根據OSI七層模型，以太網中網絡底層通信是二層硬件地址之間的通信，因此當HWADDR相同時，各虛擬機之間由于地址沖突，當然無法通信。

圖1 重啟網絡服務后的報錯信息

原因分析

那么為什么這些虛擬機的HWADDR地址都是相同的呢？原來由于需要多臺虛擬服務器進行測試，筆者為省事就直接對虛擬機文件進行了拷貝，“克隆”了多臺虛擬服務器，這種做法非常簡單，但克隆出來的各臺虛擬機的配置卻一模一樣，因此造成了各虛擬機的HWADDR地址相同。

解決問題

發現問題的原因后，接下來就是如何解決問題。原本計劃將各虛擬服務器的HWADDR地址修改為不同的地址，從而實現各虛擬機的正常通信。筆者認為憑著對Linux系統和虛擬機的幾年操作經驗，問題應該很容易解決。但實際情況卻并非如此簡單。

首先使用vi編輯器，對其中一臺虛擬服務器（以下簡稱虛擬機1）的網卡配置 文 件 “/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfgeth0”進行了編輯，將文件中的HWADDR的地址值修改為“00:0C:29:10:AC:72”。再 使 用“service network restart”命令，重啟網絡服務，使配置文件生效。但重啟服務后出現報錯信息，網卡重啟失敗（如圖1）。

將虛擬機1的系統重啟后，問題依然存在。使用ifconfig命令查看，網卡的HWADDR地址依然顯示為“00:0C:29:10:AC:71”。 但 查看“/etc/sysconfig/networkscripts/ifcfg-eth0”配置文件，HWADDR的值已經修改為“00:0C:29:10:AC:72”了。這說明修改沒有起作用，配置沒有生效。

在網上查閱資料后，將“/etc/sysconfig/networkscripts/ifcfg-eth0” 中的HWADDR修改為MACADDR。再次重啟網絡服務，網絡啟動正常。使用ifconfig命令查看網絡情況，發現回顯的HWADDR已經成功改為“00:0C:29:10:AC:72”。 根據此方法對虛擬機網絡配置進行修改，經測試，虛擬機1與其他虛擬機通信正常，問題已解決。

雖然硬件地址修改的方法已經找到。但帶來新的問題：網卡配置文件“ifcfgeth0”中MACADDR是什么？它和HWADDR有什么不同？

實驗檢驗

在互聯網中，關于網絡配置文件“ifcfg-eth0”文件中，在MACADDR和HWADDR參數的介紹資料很少，無法找到準確的定義。筆者通過開展一系列關于修改硬件地址的實驗，分析驗證了這兩個參數的作用和區別，并通過實驗對Linux操作系統設備管理知識有了一定的了解。

在以太網中，設備的網卡提供接口以保證設備能夠接入網絡實現通信，每塊網卡都有一個MAC地址（物理地址），該地址采用十六進制數，以“AA:BB:CC:DD:EE:FF”的形式表示，是以太網設備的硬件地址。每塊網卡的MAC地址是惟一的地址。在名為“ifcfg-eth0”的網絡配置文件中，不論是MACADDR或HWADDR參數，都是用來表示網卡的硬件地址的（這兩個參數不能同時使用），但這兩個參數有較大的區別。

1.MACADDR參數

MACADDR參數的作用比較容易得出結論，之前集群測試問題的解決，就可以當做一次實驗，并可以得出結論。之前問題解決過 程 中，“ifcfg-eth0” 文件 中，MACADDR參 數 的 被設置了新的網卡硬件地址“00:0C:29:10:AC:72”，重啟網絡后，該配置即生效。

由 于 新MAC地 址“00:0C:29:10:AC:72”是筆者自己編造的地址，因此可以得出以下結論：當系統網絡配置文件使用MACADDR參數時，系統中網卡的硬件地址以MACADDR設置的值為準。通過這個參數，Linux系統中可以設置一個與網卡實際MAC地址不一致的物理。在虛擬機環境，這種設置方法是有效的。

2.HWADDR參數

如之前例中所述，在“ifcfg-eth0” 文 件 中，直接將HWADDR改為“00:0C:29:10:AC:72”是無效的。那么HWADDR是否代表設備網卡自身的物理地址呢？這個想法，可以通過將系統中兩塊網卡的MAC地址進行互換設置的實驗進行驗證。即，兩塊網卡的物理地址能否通過網絡配置文件中HWADDR參數進行交換設置，如果交換設置MAC地址，網卡配置能夠順利啟動，則可證明HWADDR參數即網卡的物理地址。

在虛擬機1中，再新增加1塊網卡。這塊新增網卡會被虛擬機分配一個虛擬的硬件地 址“00:0C:29:4A:40:F4”。即虛擬機1中，現在有兩塊實際存在的網卡，其第一塊網卡（簡稱為網卡1）的MAC地址 為“00:0C:29:10:AC:71”，第二塊新增網卡（簡稱為網卡2）的MAC地址為“00:0C:29:4A:40:F4”。通過“ifconfig”命令查看網卡的情況，目前網卡1對應為設備名eth0，網卡2對應為設備名eth1。 在/etc/sysconfig/network-scripts/中新建網卡2的配置文件ifcfgeth1，配置MAC地址和IP地址。重啟網絡服務“service network restart”，網卡啟動正常。

編 輯ifcfg-eth0和ifcfg-eth1文 件， 將ifcfg-eth0中的HWADDR由“00:0C:29:10:AC:71”修改為“00:0C:29:4A:40:F4”。ifcfg-eth1中的HWADDR由“00:0C:29:4A:40:F4”修改為“00:0C:29:10:AC:71”。完成編輯后，再重啟網絡服務，但網卡啟動失敗。

難道只能網卡1固定對應設備名eth0，網卡2固定對應設備eth1，無法做到雙網卡HWADDR值的交換修改配置？這顯然與Linux系統的開源精神是不符合的。經過查閱資料，發現還需修改/etc/udev/rules.d/70-persistentnet.rules文件，將文件中的 NAME=”eth0”所在行的ATTR{address}數值調整為“00:0C:29:4A:40:F4”， 將文件中的 NAME=”eth1”所在行的ATTR{address}數值調整為“00:0C:29:10:AC:71”（如圖2）。重啟操作系統（修改“70-persistent-net.rules”文件需重啟系統），網卡啟動正常，兩塊HWADDR的HWADDR值已順利交換。

圖 2“70-persistent-net.rules”文件

由此可以得出結論，HWADDR必須配置網卡的物理地址，該地址是無法隨意修改的。在多網卡情況下，可以通過調整網絡配置文件和“70-persistent-net.rules”文件，在系統中修改設置網卡與設備名的對應關系。通過以上的實驗帶來了新的問題：“70-persistent-net.rules”文件的作用是什么？

3．70-persistent-net.rules文件

“70-persistent-net.rules” 位 于/etc/udev/rules.d目錄下。通過查閱資料，可以了解到該文件的相關信息。Linux 傳統上使用靜態設備創建方法，因此大量設備節點在 /dev 下創建（有時上千個），而不管相應的硬件設備是否真正存在。而udev是Linux kernel 2.6系列的設備管理器，它主要的功能是管理/dev目錄底下的設備節點。采用udev的方法，只有被內核檢測到的設備才會獲取為它們創建的設備節點。因為，這些設備節點在每次系統啟動時被創建，它們會被貯存在ramfs（一個內存中的文件系統，不占用任何磁盤空間）。udev能通過定義一個 udev規則(rule)來產生匹配設備屬性的設備文件，“70-persistent-net.rules”就是網絡設備的udev 規則。

那 么 通 過“70-persistent-net.rules”文件可以修改硬件地址嗎？之前做實驗的虛擬機1有兩塊網卡，在“70-persistentnet.rules”文件中有兩行設備信息，一行NAME=”eth0”，另 一 行 NAME=”eth1”。 筆者 將 NAME=”eth0” 所 在行 的ATTR{address}值 由“00:0C:29:10:AC:71”改 為“00:0C:29:10:AC:72”，并 在ifcfg-eth0中將HWADDR的值也對應修改，重啟電腦后，該修改不能生效。

查 看“70-persistentnet.rules”， 重 啟 前 的NAME=”eth0”和NAME=”eth1”的兩行信息還在。但新增 了 一 行 NAME=”eth2”，行中ATTR{address}值為“00:0C:29:10:AC:71”。說明“70-persistent-net.rules”文件的新增內容，是根據系統重啟動時，內核檢測到的相關網絡設備信息而添加。重啟前將文件進行了修改，重啟時系統內核檢測到了正確的網卡信息，于是在該文件中增加了一行檢測到的網卡信息。

實驗結論

根據之前的實驗可以得到以下結論：

MACADDR參數是用于給一個網絡接口卡分配一個MAC地址，并覆蓋物理分配的MAC地址。即，當系統網絡配置文件使用MACADDR參數時，系統中網卡的硬件地址以MACADDR設置的值為準。通過這個參數，Linux系統中可以設置一個與網卡實際MAC地址不一致的物理。在虛擬機環境，這種設置方法是有效的。

HWADDR參數即網卡的物理地址，在網絡配置中，用于保證網絡接口卡通過網絡配置文件分配給正確的設備，該配置必須與“70-persistent-net.rules”文件中的配置保持一致，特別是對于多網卡配置的情況下。

Linux系統通過udev設備管理器進行設備管理。“70-persistent-net.rules”是udev設備管理器中網絡設備的規則文件。通過該文件可以設置物理網卡與設備名稱的對應關系。而“/etc/sysconfig/networkscripts”下的網絡配置文件“ifcfg-eth*”主要是針對網卡參數的配置。一般情況下，網卡相關參數的配置應該與設備管理器中的參數相一致。

經驗總結

筆者已經使用Linux操作系統很多年，自己感覺已經對于Linux操作系統網絡配置已經非常熟悉。但近期在維護測試工作中，因硬件地址配置問題造成了的網絡不通，根據實驗研究驗證了網絡配置文件中的MACADDR和HWADDR原來有著很大的不同，也學習到了Linux系統中設備管理相關的知識。筆者在以往的維護工作中，只注重問題是否解決，忽略了對于基礎知識的探究。學無止境，只有通過不斷學習，才能更好地提升自己。