虚拟机地址参数闹冲突

最 近，笔者需要使用VM软 件（VMware Workstation）虚拟多台Linux操作系统服务器进行集群测试（本文采用Centos 6.0操作系统为例），虚拟机使用Host-only网络模式进行连接。在对各主机配置完IP地址后，发现虚拟机与宿主机（笔者的电脑）之间通讯正常，但各虚拟机之间却不通。在虚拟机中，使用ifconfig命令显示网络接口卡配置情况，发现自己犯了一个低级错误，虽然各虚拟机的IP地址是同一局域网段的不同IP地址，但网卡的HWADDR地址却全部相同，都是“00:0C:29:10:AC:71”。根据OSI七层模型，以太网中网络底层通信是二层硬件地址之间的通信，因此当HWADDR相同时，各虚拟机之间由于地址冲突，当然无法通信。

图1 重启网络服务后的报错信息

原因分析

那么为什么这些虚拟机的HWADDR地址都是相同的呢？原来由于需要多台虚拟服务器进行测试，笔者为省事就直接对虚拟机文件进行了拷贝，“克隆”了多台虚拟服务器，这种做法非常简单，但克隆出来的各台虚拟机的配置却一模一样，因此造成了各虚拟机的HWADDR地址相同。

解决问题

发现问题的原因后，接下来就是如何解决问题。原本计划将各虚拟服务器的HWADDR地址修改为不同的地址，从而实现各虚拟机的正常通信。笔者认为凭着对Linux系统和虚拟机的几年操作经验，问题应该很容易解决。但实际情况却并非如此简单。

首先使用vi编辑器，对其中一台虚拟服务器（以下简称虚拟机1）的网卡配置 文 件 “/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfgeth0”进行了编辑，将文件中的HWADDR的地址值修改为“00:0C:29:10:AC:72”。再 使 用“service network restart”命令，重启网络服务，使配置文件生效。但重启服务后出现报错信息，网卡重启失败（如图1）。

将虚拟机1的系统重启后，问题依然存在。使用ifconfig命令查看，网卡的HWADDR地址依然显示为“00:0C:29:10:AC:71”。 但 查看“/etc/sysconfig/networkscripts/ifcfg-eth0”配置文件，HWADDR的值已经修改为“00:0C:29:10:AC:72”了。这说明修改没有起作用，配置没有生效。

在网上查阅资料后，将“/etc/sysconfig/networkscripts/ifcfg-eth0” 中的HWADDR修改为MACADDR。再次重启网络服务，网络启动正常。使用ifconfig命令查看网络情况，发现回显的HWADDR已经成功改为“00:0C:29:10:AC:72”。 根据此方法对虚拟机网络配置进行修改，经测试，虚拟机1与其他虚拟机通信正常，问题已解决。

虽然硬件地址修改的方法已经找到。但带来新的问题：网卡配置文件“ifcfgeth0”中MACADDR是什么？它和HWADDR有什么不同？

实验检验

在互联网中，关于网络配置文件“ifcfg-eth0”文件中，在MACADDR和HWADDR参数的介绍资料很少，无法找到准确的定义。笔者通过开展一系列关于修改硬件地址的实验，分析验证了这两个参数的作用和区别，并通过实验对Linux操作系统设备管理知识有了一定的了解。

在以太网中，设备的网卡提供接口以保证设备能够接入网络实现通信，每块网卡都有一个MAC地址（物理地址），该地址采用十六进制数，以“AA:BB:CC:DD:EE:FF”的形式表示，是以太网设备的硬件地址。每块网卡的MAC地址是惟一的地址。在名为“ifcfg-eth0”的网络配置文件中，不论是MACADDR或HWADDR参数，都是用来表示网卡的硬件地址的（这两个参数不能同时使用），但这两个参数有较大的区别。

1.MACADDR参数

MACADDR参数的作用比较容易得出结论，之前集群测试问题的解决，就可以当做一次实验，并可以得出结论。之前问题解决过 程 中，“ifcfg-eth0” 文件 中，MACADDR参 数 的 被设置了新的网卡硬件地址“00:0C:29:10:AC:72”，重启网络后，该配置即生效。

由 于 新MAC地 址“00:0C:29:10:AC:72”是笔者自己编造的地址，因此可以得出以下结论：当系统网络配置文件使用MACADDR参数时，系统中网卡的硬件地址以MACADDR设置的值为准。通过这个参数，Linux系统中可以设置一个与网卡实际MAC地址不一致的物理。在虚拟机环境，这种设置方法是有效的。

2.HWADDR参数

如之前例中所述，在“ifcfg-eth0” 文 件 中，直接将HWADDR改为“00:0C:29:10:AC:72”是无效的。那么HWADDR是否代表设备网卡自身的物理地址呢？这个想法，可以通过将系统中两块网卡的MAC地址进行互换设置的实验进行验证。即，两块网卡的物理地址能否通过网络配置文件中HWADDR参数进行交换设置，如果交换设置MAC地址，网卡配置能够顺利启动，则可证明HWADDR参数即网卡的物理地址。

在虚拟机1中，再新增加1块网卡。这块新增网卡会被虚拟机分配一个虚拟的硬件地 址“00:0C:29:4A:40:F4”。即虚拟机1中，现在有两块实际存在的网卡，其第一块网卡（简称为网卡1）的MAC地址 为“00:0C:29:10:AC:71”，第二块新增网卡（简称为网卡2）的MAC地址为“00:0C:29:4A:40:F4”。通过“ifconfig”命令查看网卡的情况，目前网卡1对应为设备名eth0，网卡2对应为设备名eth1。 在/etc/sysconfig/network-scripts/中新建网卡2的配置文件ifcfgeth1，配置MAC地址和IP地址。重启网络服务“service network restart”，网卡启动正常。

编 辑ifcfg-eth0和ifcfg-eth1文 件， 将ifcfg-eth0中的HWADDR由“00:0C:29:10:AC:71”修改为“00:0C:29:4A:40:F4”。ifcfg-eth1中的HWADDR由“00:0C:29:4A:40:F4”修改为“00:0C:29:10:AC:71”。完成编辑后，再重启网络服务，但网卡启动失败。

难道只能网卡1固定对应设备名eth0，网卡2固定对应设备eth1，无法做到双网卡HWADDR值的交换修改配置？这显然与Linux系统的开源精神是不符合的。经过查阅资料，发现还需修改/etc/udev/rules.d/70-persistentnet.rules文件，将文件中的 NAME=”eth0”所在行的ATTR{address}数值调整为“00:0C:29:4A:40:F4”， 将文件中的 NAME=”eth1”所在行的ATTR{address}数值调整为“00:0C:29:10:AC:71”（如图2）。重启操作系统（修改“70-persistent-net.rules”文件需重启系统），网卡启动正常，两块HWADDR的HWADDR值已顺利交换。

图 2“70-persistent-net.rules”文件

由此可以得出结论，HWADDR必须配置网卡的物理地址，该地址是无法随意修改的。在多网卡情况下，可以通过调整网络配置文件和“70-persistent-net.rules”文件，在系统中修改设置网卡与设备名的对应关系。通过以上的实验带来了新的问题：“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目录下。通过查阅资料，可以了解到该文件的相关信息。Linux 传统上使用静态设备创建方法，因此大量设备节点在 /dev 下创建（有时上千个），而不管相应的硬件设备是否真正存在。而udev是Linux kernel 2.6系列的设备管理器，它主要的功能是管理/dev目录底下的设备节点。采用udev的方法，只有被内核检测到的设备才会获取为它们创建的设备节点。因为，这些设备节点在每次系统启动时被创建，它们会被贮存在ramfs（一个内存中的文件系统，不占用任何磁盘空间）。udev能通过定义一个 udev规则(rule)来产生匹配设备属性的设备文件，“70-persistent-net.rules”就是网络设备的udev 规则。

那 么 通 过“70-persistent-net.rules”文件可以修改硬件地址吗？之前做实验的虚拟机1有两块网卡，在“70-persistentnet.rules”文件中有两行设备信息，一行NAME=”eth0”，另 一 行 NAME=”eth1”。 笔者 将 NAME=”eth0” 所 在行 的ATTR{address}值 由“00:0C:29:10:AC:71”改 为“00:0C:29:10:AC:72”，并 在ifcfg-eth0中将HWADDR的值也对应修改，重启电脑后，该修改不能生效。

查 看“70-persistentnet.rules”， 重 启 前 的NAME=”eth0”和NAME=”eth1”的两行信息还在。但新增 了 一 行 NAME=”eth2”，行中ATTR{address}值为“00:0C:29:10:AC:71”。说明“70-persistent-net.rules”文件的新增内容，是根据系统重启动时，内核检测到的相关网络设备信息而添加。重启前将文件进行了修改，重启时系统内核检测到了正确的网卡信息，于是在该文件中增加了一行检测到的网卡信息。

实验结论

根据之前的实验可以得到以下结论：

MACADDR参数是用于给一个网络接口卡分配一个MAC地址，并覆盖物理分配的MAC地址。即，当系统网络配置文件使用MACADDR参数时，系统中网卡的硬件地址以MACADDR设置的值为准。通过这个参数，Linux系统中可以设置一个与网卡实际MAC地址不一致的物理。在虚拟机环境，这种设置方法是有效的。

HWADDR参数即网卡的物理地址，在网络配置中，用于保证网络接口卡通过网络配置文件分配给正确的设备，该配置必须与“70-persistent-net.rules”文件中的配置保持一致，特别是对于多网卡配置的情况下。

Linux系统通过udev设备管理器进行设备管理。“70-persistent-net.rules”是udev设备管理器中网络设备的规则文件。通过该文件可以设置物理网卡与设备名称的对应关系。而“/etc/sysconfig/networkscripts”下的网络配置文件“ifcfg-eth*”主要是针对网卡参数的配置。一般情况下，网卡相关参数的配置应该与设备管理器中的参数相一致。

经验总结

笔者已经使用Linux操作系统很多年，自己感觉已经对于Linux操作系统网络配置已经非常熟悉。但近期在维护测试工作中，因硬件地址配置问题造成了的网络不通，根据实验研究验证了网络配置文件中的MACADDR和HWADDR原来有着很大的不同，也学习到了Linux系统中设备管理相关的知识。笔者在以往的维护工作中，只注重问题是否解决，忽略了对于基础知识的探究。学无止境，只有通过不断学习，才能更好地提升自己。