多个接口上有相同的 IP

Question

你好，网络专家，

我有一台 Linux（内核 3.14）服务器，它充当一组消费电子设备（机顶盒 - STB）的 TFTP、NFS 和 HTTP 服务器。这些设备使用 TFTP 启动内核，然后从我们机器上的 NFS 服务器安装它们的根文件系统，等等。

现在，出于一个深奥的技术原因，我不会在这里深入探讨（相信我吧：），每个 STB 都必须位于其自己的、物理上独立的 LAN 中。因此，ATM 的网络设置方式是：

服务器有 1 张网卡，用于访问世界其他地方。它还为它服务的每个 STB 配备了 1 张网卡 - 每个网卡都连接到一个小型路由器，STB 和其他一些设备连接到该路由器并形成 LAN。

目前已连接 3 个 STB，LAN 为 172.16.50.0/24、172.16.51.0/24 和 172.16.52.0/24。一切运行正常。

但是：我们有 3 个不同的 LAN，这意味着 STB1 必须以 172.16.50.1 访问同一个服务器，STB2 必须以 172.16.51.1 访问同一个服务器，STB3 必须以 172.16.52.1 访问同一个服务器 - 这意味着我们在每个 STB 上都有略微不同的环境，并且每次我们 - 比如说 - 上传要在 STB 上使用的新 RootFS 时，我们都需要手动编辑一些配置文件并输入正确的 IP，以便从该特定 STB 访问服务器。不太方便，而且容易出错！

这让我想到：如果我们将这三个 LAN 都配置为相同的 172.16.50.0/24，结果会怎样？从 STB（以及 LAN 中的其他设备）的角度来看，一切都应该没问题，但从服务器的角度来看呢？

Linux 服务器是否可以有 N 个不同的以太网接口，所有接口都配置相同的静态 IP，但每个接口都连接到物理上独立的 LAN？

Answer 1

是的，这是可能的，使用一个名为network namespaces（请参阅man ip-netns(8)）的出色功能。它基本上为您提供了多个不同的网络堆栈，每个堆栈都有自己的一组接口、路由等。

您需要为每个 STB 创建一个命名空间，然后在每个命名空间中分别运行所需的服务。

对于命名空间，您需要按以下步骤操作：

• 创建一个名为的命名空间net1：

  ip netns add net1
  

• 将您的接口分配ethX给新的命名空间并配置您的 IP 地址 172.16.50.1：

  ip link set dev ethX netns net1
  ip netns exec net1 ip link set dev ethX up
  ip netns exec net1 ip address add 172.16.50.1/24 dev ethX
  

现在，IP 地址 172.16.50.1 在默认命名空间中不可见。简单的方法ping 172.16.50.1行不通，您首先需要切换到net1命名空间并在那里执行命令：

ip netns exec net1 <command>

通过这种方式，您现在就可以在每个命名空间中运行每个服务。

如果您喜欢冒险，甚至可以尝试以某种方式将所有请求从 STB 重定向到中央服务。为此，您需要从每个命名空间到默认命名空间的隧道（请参阅ip link help veth）以及相当多的 iptables 魔法……

Answer 2

从技术上讲，您可以，但配置会很复杂。这将是一个临时解决方案，并且需要每个 STB 都具有唯一的 IP，同时在自己的线路上隔离才能满足您的要求。客户端上的配置不会改变。以下是服务器上的配置：

ifconfig eth0 10.0.50.1 netmask 255.0.0.0
route del -net 10.0.0.0 netmask 255.0.0.0 dev eth0
route add 10.0.50.2 dev eth0
ifconfig eth1 10.0.50.1 netmask 255.0.0.0
route del -net 10.0.0.0 netmask 255.0.0.0 dev eth1
route add 10.0.50.3 dev eth1
# ...

这应该会导致路由表中每个接口只有一个 IP。它们位于不同的线路上，因此不会发生串扰。这些设备中的每一个都会认为它们位于 2 个节点 10.0.0.0/8 上。

当服务器想要与 10.0.50.2 通信时，它会查看 ARP 表，然后查看路由表。如果 ARP 表为空，路由表会告诉它在相应的接口上发送 ARP 请求，因此它们必须具有唯一的 IP，否则服务器只能与最后添加的路由通信。

您可以将 DHCP 服务器设置为根据硬件地址分配 IP 地址，或者在每个接口上运行单独的动态 DHCP 范围。DHCP 服务器可以分发任何地址，但 eth0 线路上的 10.0.50.3 将无法访问。

Answer 3

您不能在多个接口上使用相同的 IP 地址。这样就无法正常工作（通常它只能在分配了 IP 的最后一个接口上工作）。

您需要将以太网接口放入网桥并在网桥本身上分配 IP 地址。

基本上，该桥中的所有以太网端口都将用作交换机。

或者，您可以移除每个 STB 的所有以太网卡并简单地添加一个交换机（这比在您的服务器上添加新的以太网卡更具可扩展性）。

但由于要求每个 STB 都在自己的广播域中，所以恐怕您需要坚持当前的设置。

或者至少简化设置的服务器硬件部分，放弃多个以太网卡，只需添加一个管理型交换机，并使用 VLAN 仅使用一个物理以太网卡来模拟“多个以太网卡”。