如何在 Ubuntu EC2 实例中使用辅助网络接口？

简短描述

**警告：**辅助弹性网络接口的使用适用于高级用户。此解决方案仅用于以下用例： 您不能使用单个网络接口，必须将来自同一子网的两个网络接口连接到一个实例。为避免非对称路由问题，请使用单个弹性网络接口，或将重复的弹性网络接口放入非重叠子网中。或者，使用 Ubuntu 24.04 LTS 或更高版本。

向非 Amazon Linux EC2 实例添加辅助网络接口会导致流量问题。之所以出现这些问题，是因为主网络接口和辅助网络接口位于同一个子网中，并且只有一个路由表和一个网关。进入辅助网络接口的流量使用主网络接口来离开实例。由于辅助 IP 地址不属于主网络接口的 MAC 地址，因此辅助接口不起作用。

**注意：**对于 Ubuntu 24.04，不需要执行以下步骤。Ubuntu 24.04 会自动处理这种高级配置。

要在创建辅助接口后使其正常工作，请完成以下步骤：

1. 配置路由表。
2. 在自定义路由表策略数据库中设置规则，以便辅助接口的流量使用新的路由表。

在开始之前，请注意，Amazon EC2 实例位于 AWS 云中，因此并非所有用例都受益于多个接口。以下示例显示了何时可能不需要使用辅助网络接口：

• 若想提高网络吞吐量，请执行以下操作： 由于限制是根据实例类型和大小设置的，因此网络吞吐量不会增加。有关更多信息，请参阅 Amazon EC2 实例类型。
• 要增加弹性 IP 地址，请执行以下操作： 如果每个接口的弹性 IP 地址很少，则可能不需要添加更多接口来获得更多的弹性 IP 地址。大多数应用程序都能很好地与域名系统配合使用。例如，Apache 可以使用基于名称的虚拟主机。有关更多信息，请参阅 Apache 网站上的 Name-based virtual host support。

**注意：**对于以下每个 Ubuntu 版本，添加辅助网络接口的步骤都不同：

• Ubuntu 14.04
• Ubuntu 16.04
• Ubuntu 18.04
• Ubuntu 20.04
• Ubuntu 22.04

解决方法

**注意：**尽管以下解决方案中的步骤是在列出的 Linux 版本上测试的，但您可能需要修改配置的自定义设置。所有步骤都必须以根用户权限运行。要么使用 sudo-i 成为根用户，要么使用 sudo 运行所有命令。

配置 Ubuntu 14.04 或 16.04

您可以使用单个文件创建辅助接口配置文件，配置路由表，然后为 Ubuntu 设置路由策略规则。

要配置 Ubuntu 14.04 或 16.04，请完成以下步骤：

1. 要获取主网络接口的名称，请运行以下命令：

   ip a | grep ^[[:digit:]]

   您收到的输出类似于以下消息：

   1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
   2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 9001 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
   3: eth1: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000

   **重要事项：**在前面的示例中，主接口名为 eth0、eth1 等。但是，对于支持增强联网的实例，例如 m4 和 m5 系列类型，您可能会看到命名不一致。例如，如果辅助节点名为 eth0，则主节点可能被命名为 ens3。当您在实例运行时添加辅助接口时，就会发生这种命名不一致的情况。为避免命名不一致，请在启动时添加接口或重启实例。或者，如果接口正在运行，则使用以下命令更改名称：

   ip link set eth0 name ens4 && ip link set ens4 up

2. 为辅助接口创建配置文件：

   vi /etc/network/interfaces.d/51-eth1.cfg

   **注意：**更改 eth1 以匹配您的辅助接口名称。

   以下命令是单个 IP 地址 172.31.21.115 以及辅助接口上网关为 172.31.16.1 的示例：

   auto eth1iface eth1 inet static address 172.31.21.115
   netmask 255.255.240.0
   
   # Gateway configuration
   up ip route add default via 172.31.16.1 dev eth1 table 1000
   
   # Routes and rules
   up ip route add 172.31.21.115 dev eth1 table 1000
   up ip rule add from 172.31.21.115 lookup 1000

   **注意：**用您自己的信息替换示例 IP 地址和网关。您的网关必须是子网中的第一个有效 IP 地址。

   以下命令是多个 IP 地址的示例。在此示例中，IP 地址为 172.31.21.115 和 172.31.18.46，网关为 172.31.16.1：

   auto eth1# Enter one or more IP settings
   iface eth1 inet static
   address 172.31.21.115
   netmask 255.255.240.0
   
   iface eth1 inet static
   address 172.31.18.46
   netmask 255.255.240.0
   
   # Default gateway for eth1
   up ip route add default via 172.31.16.1 dev eth1 table 1000
   
   # A route for every IP
   up ip route add 172.31.21.115 dev eth1 table 1000
   up ip route add 172.31.18.46 dev eth1 table 1000
   
   # A policy rule for every IP
   up ip rule add from 172.31.21.115 lookup 1000
   up ip rule add from 172.31.18.46 lookup 1000

   **注意：**用您自己的信息替换示例 IP 地址和网关。

3. 创建 restrict-default-gw 文件以防止主表上的默认网关被覆盖：

   vi /etc/dhcp/dhclient-enter-hooks.d/restrict-default-gw

4. 将以下行添加到 restrict-default-gw 文件中：

   case ${interface} in  eth0)    ;;
     *)
       unset new_routers
       ;;
   esac

   **注意：**将 eth0 替换为您的主接口名称。

5. 重启网络。

   对于 Ubuntu 14.04，运行以下命令：

   (ifdown eth1 && ifup eth1)

   对于 Ubuntu 16.04，运行以下命令：

   systemctl restart networking

配置 Ubuntu 18.04、20.04 和 22.04

Ubuntu 18.04、20.04 和 22.04 使用 Netplan 网络配置。请注意，Netplan 使用 YAML 格式。这种 YAML 格式意味着缩进至关重要。以下 Netplan 示例使用双空格缩进。

要配置 Ubuntu 18.04、20.04 和 22.04，请完成以下步骤：

1. 为辅助接口创建配置文件：

   vi /etc/netplan/51-eth1.yaml

2. 将以下行添加到 51-eth1.yaml 文件中：

   network:  version: 2  renderer: networkd
     ethernets:
       eth1:
         addresses:
          - 172.31.24.153/20
          - 172.31.28.195/20
         dhcp4: no
         routes:
          - to: 0.0.0.0/0
            via: 172.31.16.1 # Default gateway
            table: 1000
          - to: 172.31.24.153
            via: 0.0.0.0
            scope: link
            table: 1000
          - to: 172.31.28.195
            via: 0.0.0.0
            scope: link
            table: 1000
         routing-policy:
           - from: 172.31.24.153
             table: 1000
           - from: 172.31.28.195
             table: 1000

   **注意：**将前面的示例信息替换为特定于您的用例的信息。前面的示例 YAML 文件在 eth1（辅助接口）上配置了两个 IP 地址。

要查找要在 YAML 文件中使用的 CIDR 范围，请完成以下步骤：

1. 打开 Amazon EC2 控制台 ，选择实例，然后选择实例。
2. 在网络选项卡上，滚动到网络接口，然后记下辅助网络接口的子网 ID。
3. 打开Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC) 控制台，选择子网，然后记下为子网 ID 列出的 IPv4 CIDR 范围。
4. 要应用网络配置，请运行以下命令：

   netplan --debug apply

相关信息

配置路由表