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Mise en place
Pour réaliser ce TP, vous allez avoir besoin de créer une machine virtuelle, possédant les caractéristiques suivantes :
- 1 disque de quelques Gio ;
- 1 lecteur de CD-ROM ;
- 1 interface réseau
virtio
, sur laquelle il sera possible d'obtenir une IP permettant d'aller sur Internet.
Le choix de la technologie de virtualisation est laissé à votre appréciation. L'ISO est réputée supportée par Hyper-V (Windows), qemu/KVM (macOS, Linux, Windows) et VMware (macOS, Windows).\
L'hyperviseur qui vous laissera le plus de liberté (et avec lequel vous pourrez apprendre le plus de choses !) est sans doute qemu, sous Linux ; vous pouvez le lancer avec la commande :
Cette commande se trouve dans le paquet qemu
(ArchLinux/Gentoo/Fedora),
qemu-system-x86
(Debian/Ubuntu), qemu-system-x86_64
(alpine).
L'image d'installation
Vous pouvez télécharger l'ISO du TP depuis https://adlin.nemunai.re/resources/tuto2.iso.
Cette image contient un système Debian minimaliste, en partie préinstallé afin de vous permettre de commencer à travailler sans plus attendre !
Gérer le réseau de son hyperviseur
::::: {.more}
Cette section est là pour vous donner un aperçu du fonctionnement de votre installation, pour que plus jamais, vous ne puissiez vous demander « On la met en NAT ou en Bridge la VM ? », sans vraiment savoir de quoi vous parler.
On vous encourage évidemment à comprendre les éléments présentés et à tester
par vous-même avec qemu
, mais tous les hyperviseurs fonctionnent de la même
manière et vous pouvez donc tester avec votre hyperviseur habituel.
:::::
Rares sont les machines qui, aujourd'hui, ne sont pas connectées à Internet (ou au moins à un réseau local, pour permettre d'y apporter les mises à jour).
La première chose qu'il va falloir faire avec notre hyperviseur, est donc de lui indiquer comment notre machine virtuelle accédera au réseau.\
::::: {.question}
Nous ne présenterons ici que les méthodes qui permettent d'obtenir un
réseau ayant toutes les caractéristiques d'utilisation et de contrôle que l'on
pourrait en attendre. Nous ne verrons donc pas le mode user
de qemu par
exemple.
:::::
Interface physique
Tout d'abord, il faut savoir qu'il n'est pas possible, avec du matériel habituel, de partager une interface réseau entre plusieurs machines (qu'elles soient virtuelles ou qu'il s'agisse de la machine hôte).
Ainsi, si notre machine possède une seule carte réseau et que le système hôte l'utilise pour accéder au réseau, il ne sera pas possible de l'assigner à une machine virtuelle.
En revanche, si notre machine possède 2 interfaces ou plus, il sera alors possible d'assigner à chaque machine sa propre interface, dans la limite du nombre d'interfaces physiques existantes.
Concrètement, l'opération est assez fastidieuse à réaliser à la main, car cela
demande de détacher le périphérique (via
/sys/bus/pci/devices/0000:03:00.0/driver/unbind
,
par exemple pour une carte enp0s3
) ; avant de l'assigner à notre machine
virtuelle :
Interface virtuelle
On se rend compte que la solution d'avoir une interface physique par machine virtuelle n'est pas bien pérenne et devient vite très onéreuse.
La solution qui s'offre à nous est donc de virtualiser la carte ethernet :
notre hyperviseur va alors émuler le comportement d'une carte (qemu émule
des cartes PCI e1000
ou rtl8139
pour les plus connues) : côté machine
virtuelle, l'hyperviseur va communiquer sur le bus PCI virtualisé, tandis que
côté hôte, il va créer une nouvelle interface virtuelle (de type tap
), se
comportant comme un tunnel vers la machine virtuelle.
Pour attacher une carte réseau à notre machine virtuelle et créer l'interface correspondante sur l'hôte, ce sera grâce à la commande :
Avec cette solution, la machine hôte est capable de communiquer avec ses machines virtuelles, après avoir assigné des IP aux interfaces correspondantes. Il faut alors assigner une IP à l'interface de la machine hôte, et à la machine virtuelle.
Par exemple : nous assignerons 172.23.69.1/31
à l'interface dans notre
machine virtuelle et 172.23.69.0/31
à l'interface correspondante de
l'hôte. Ainsi, l'hôte pourra contacter cette machine virtuelle à
172.23.69.1/31
, et inversement.
Virtio
Parmi les périphériques que peut émuler qemu, il y a le contrôleur un peu
particulier virtio
. Ce pilote va, conjointement avec un support adapté côté
système d'exploitation invité, permettre de se passer de la couche
d'émulation : les paquets seront directement envoyés par le système hôte dans un
format compréhensible sans effort, par le système invité.
Ce principe a été introduit par la paravirtualisation (utilisé notamment par Xen) : au moyen d'un noyau spécialement conçu (soit pour être hôte, soit pour être invité), l'hôte et l'invité peuvent communiquer entre-eux directement, sans passer par une couche d'émulation du matériel.
virtio
peut également être utilisé pour se passer de l'émulation des
contrôleurs de disques.
Pont réseau // switch virtuel
Un pont réseau va nous permettre de faire communiquer entre-elles plusieurs interfaces (qu'elles soient physiques ou virtuelles).
Pour créer un nouveau pont, on utilise la commande ip
comme suit :
où br0
est le nom que l'on souhaite attribuer à l'interface.
Pour assigner à un pont une interface, on utilise la commande suivante :
où veth0
est le nom de l'interface que l'on souhaite inclure dans le pont
br0
.
Pour consulter la liste des interfaces concentrées par le pont br0
:
La création d'un pont entre plusieurs interfaces va donc créer un réseau de machines, celles-ci pourront donc se parler, à condition que leurs IP fassent partie du même sous-réseau. Généralement, il convient préalablement de retirer toute IP que l'on aurait précédemment assignée à une interface, avant de lui faire rejoindre le pont. En effet, c'est le pont qui va porter l'IP de la machine hôte sur ce réseau virtuel.
Il est tout à fait possible d'ajouter une interface réseau physique à un pont, et c'est sans doute la méthode la plus simple pour que les machines virtuelles puissent accéder à internet : si le réseau local de la machine hôte fourni des adresses IP par DHCP à toute machine rejoignant le réseau.
Lorsque le pont existe, qemu
peut créer l'interface virtuelle et l'assigner à
un pont directement, avec la commande :
NAT
Dans certaines situations, il n'est pas aussi simple d'avoir une IP ou de communiquer avec le réseau utilisé par la machine hôte : par exemple, si le nombre d'IP disponibles n'est pas suffisant par rapport au nombre de machines que l'on a besoin de créer, ou bien parce que le réseau nécessite d'être authentifié (netsoul, portail captif, ...) et qu'il est difficile ou inadapté de réaliser cette authentification dans chaque machine virtuelle.
Il convient alors ici d'avoir un pont host-only networking. Dans cette configuration, les machines virtuelles obtiendront une IP via un serveur DHCP lancé sur l'hôte et pourront donc communiquer entre-elles et avec l'hôte, sur un réseau privé.
Afin que les machines virtuelles puissent accéder à Internet, il est nécessaire de faire du NAT.
où wlp3s0
correspond à l'interface de notre route par défaut.
Démarrer la machine virtuelle
::::: {.more}
Comme pour la section précédentes, les exemples sont donnés pour qemu
. Ils
sont à adapter en fonction de votre hyperviseur. Avec qemu
, les exemples sont
à combiner avec la ligne de commande établie précédemment, il faut accumuler
les arguments avant de lancer la machine virtuelle.
:::::
Ajouter un disque vierge
Pour réaliser ce TP, nous aurons besoin d'un disque vierge :
Ce disque sera à attacher à notre machine virtuelle de cette manière :
Démarrer sur l'ISO
Tout comme le disque, nous utilisons ici le paramètre -drive
pour donner un
ISO de CD :
Notez également l'option -boot d
qui change l'ordre de démarrage de la
machine, afin qu'elle ne teste que le lecteur de CD virtuel.
Connexion
Si la machine ne se connecte pas au réseau toute seule, vous allez devoir l'aider en reproduisant les étapes que nous avons apprises au TP précédent.
Requête DHCP
Sur un réseau IPv4, un serveur héberge généralement un serveur DHCP. Le but d'un tel serveur est de distribuer des adresses IP, dans la plage qui aura été déterminée, ainsi que tous les paramètres du réseau, afin de faciliter son utilisation.
Sur un réseau IPv6, le protocole DHCP n'est plus nécessaire car plusieurs mécanismes de découverte automatique permettent à la pile IPv6 de se configurer seule.
Pour dialoguer avec un serveur DHCP, il convient de lancer un client DHCP sur
la machine que l'on souhaite configurer : udhcpc
, dhcpcd
, isc-dhcp-client
(dhclient
), etc. Généralement, ces clients prennent en argument l'interface
réseau à configurer.
Vérification des paramètres IP
Parmi les configurations généralement effectuées automatiquement par le serveur DHCP, on trouve les éléments suivants :
Lien
L'activation du lien est la première étape qu'effectue le client DHCP, afin de pouvoir émettre un paquet sur le réseau.
Manuellement, l'état d'un lien se change avec la commande :
Adresses
Après avoir reçu la validation (paquet DHCPACK
) du serveur DHCP, l'IP est
définie sur l'interface, via une méthode similaire à la commande :
Routes
Parmi toutes les informations embarquées dans un paquet DHCP, figure généralement la route par défaut, permettant de localiser la passerelle du réseau : le routeur conduisant généralement à Internet.
Sur un réseau IPv6, les routes sont obtenues grâce au Neighbor Discovery Protocol : chaque routeur émet à intervalle régulier ou sur sollicitation un paquet détaillant ses routes.
Manuellement, on ajoute une route par défaut avec la commande :
La route directe d'accès au réseau local (ici 192.168.0.0/24
) est
automatiquement créée lors de l'assignation de l'IP à l'interface en question.
Résolveur de noms de domaine
La dernière chose que l'on a généralement besoin de configurer pour pouvoir accéder pleinement à Internet, c'est un serveur de noms de domaine.
Les informations relatives à la résolution de noms sont inscrites dans le
fichier /etc/resolv.conf
:
Pour plus d'informations à ce sujet, consultez le man 5 nsswitch.conf
.