本文首发于烂泥行天下。
在前面的文章中，我们介绍KVM的虚拟机（以下简称VM）都是通过桥接方式进行联网的。
本篇文章我们来介绍KVM的VM通过NAT方式进行联网，并且通过配置IPtables做端口映射，这个也是前几天一家公司面试我的问题。直接问我KVM如何做端口转发，当时因为确实没有做过这方面的应用，所以就直接回答不知道了。
NAT（网络地址）方式连接网络在桌面虚拟化使用是比较多的，比如VMware Workation。使用NAT方式联网可以节省IP地址。说实话这个对于公网IP地址比较少的公司，也节省了成本。
而KVM默认的网络连接方式就是NAT，只是我们一直没有使用。它支持主机与虚拟机的互访，同时也支持虚拟机访问互联网（需要对KVM服务器做配置），但不支持外界访问虚拟机（不过可以通过KVM服务器配置IPtables端口转发解决）。
本篇文章主要包括两个部分：
1、KVM为VM配置NAT网络
2、为VM配置iptables端口转发
一、KVM为VM配置NAT网络
我们可以通过如下命令，查看NAT是否开启。如下：
virsh net-list
通过上图，我们可以看到NAT方式已经开启。而且default是宿主机安装VM支持模块的时候自动安装的。
我们也可以查看，系统中已经存在的网卡。使用ifconfig命令，如下
通过上图，我们可以看出网卡virbr0就是NAT方式连接网络时，所使用到的网卡。
除此之外我们还可以通过配置文件，来查看NAT方式的DHCP地址池。该配置文件为：/etc/libvirt/qemu/networks/default.xml。如下:
通过上图我们可以看出，目前NAT使用的IP地址池是192.168.122.2-192.168.122.254，网关为192.168.122.1，子网掩码为255.255.255.0。
因为是和KVM相关的VM（虚拟机），所以我们首先为VM新建硬盘。今天我们的实验不使用裸设备，直接使用文件的方式为虚拟机创建硬盘。这样有利于虚拟机的迁移，但是性能方面没有裸设备好。有关VM如何使用裸设备，可以参考我的另外一篇文章《烂泥：KVM使用裸设备配置虚拟机》。
创建VM硬盘，使用如下命令：
qemu-img create -f qcow2 /natdisk/nat.img 20G
硬盘创建完毕后，我们使用如下命令创建VM，如下：
virt-install -n nat -r 2048 --vcpus=1 --os-type=linux --boot cdrom,menu=on -c /iso/CentOS-6.4-i386-minimal.iso --disk path=/natdisk/nat.img,format=qcow2,bus=ide --network network=default --vnc --vnclisten=0.0.0.0 --vncport=5991
注意该条命令中有关网络的配置--network network=default，我们使用的是默认网络配置default。这个就是NAT方式。
同时有关硬盘的格式与接口模式也一定要注意：
--disk path=/natdisk/nat.img,format=qcow2,bus=ide
下面开始为VM安装系统，如下：
VM系统安装完毕后，我们进入VM中。默认情况下VM此时使用的DHCP方式获取IP地址，如果你在安装系统时未进行网络配置。我们现在修改VM使用静态IP地址，如下：
more /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
网络配置完毕后，我们来测试下网络通信情况。如下：
通过上图我们发现，此时VM通过NAT网络获取的IP地址无法与其他网段的服务器进行通信。是不是我们的NAT配置出错？还是其他原因？
这个其实不是我们NAT配置出错，而是要是NAT网络与其他服务器进行正常通信还需要做其他工作。
现在切换到KVM服务器，开启KVM服务器的IP转发功能。编辑/etc/stsctl.conf文件，把其中的net.ipv4.ip_forward = 0修为net.ipv4.ip_forward = 1，如下：
vi /etc/sysctl.conf
或者使用如下命令：
echo 1 >/proc/sys/net/ipv4/ip_forward
不过这种方法是暂时的，系统重启后消失。要使其永久生效，建议使用直接修改/etc/stsctl.conf文件的方法。
/etc/stsctl.conf文件修该完毕后，我们要使用sysctl –p使其生效。如下
以上配置完毕后，我们还要开启KVM服务器的IPtables的转发功能，使用如下命令：
iptables -t nat -A POSTROUTING -o br0 -j MASQUERADE
注意该命令中的网卡时br0，而不是eth0。
此时，我们再切换VM中测试的网络通信情况。如下：
通过上图我们可以很明显的看到，目前VM可以与服务器以及外网正常通信。
以上就是KVM为VM配置NAT网络的整个过程。下面我们开始为VM配置端口。
二、为VM配置iptables端口转发
为什么要为VM配置iptables端口转发呢？这个是因为有些业务是在公网的，有时候为了资金考虑不得不尽量节省公网IP的个数。比如现在我想管理KVM中的VM，通过SSH方式。但是KVM服务器对外只有一个公网IP，而且KVM服务器是在IDC机房中。
如果要达到我上述的要求，只能在KVM服务器为VM配置IPtables端口转发。
现在我们还以上述VM为例，目前该KVM的公网IP为192.168.1.102，VM的IP为192.168.122.173，现在我要求通过访问KVM的8022端口访问VM的22端口。
要想达到上述功能，我们需要在KVM服务器上设置如下IPtables规则：
iptables -t nat -A PREROUTING -d 192.168.1.102 -p tcp -m tcp --dport 8022 -j DNAT --to-destination 192.168.122.173:22
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.122.0/255.255.255.0 -d 192.168.122.173 -p tcp -m tcp --dport 22 -j SNAT --to-source 192.168.122.1
注意这两条IPtables规则：
第一条规则很好理解，就是把所有访问192.168.1.102:8022的请求转发到192.168.122.173:22的端口上。
第二条规则我的理解是，把所有来自192.168.122.0/255.255.255.0网段访问192.168.122.173：22的数据全部通过192.168.122.1这个网关转发出去。
现在我们来实际效果，如下：
ifconfig eth0|grep "inet addr"|awk '{print $2}'|cut -d: -f2
ssh -p 8022 root@192.168.1.102
通过上图我们可以看出，我们通过192.168.1.213这台服务器使用ssh通过8022端口登录到IP为192.168.122.173的VM。
很明显这个已经达到我们的要求。
在这只是一个例子，其实我们也完全可以在VM192.168.122.173上搭建一个web，然后通过KVM的IPtables端口转发下，公网就可以访问了。下面再来个例子，如下：
iptables -t nat -A PREROUTING -d 192.168.1.102 -p tcp -m tcp --dport 8023 -j DNAT --to-destination 192.168.122.173:80
iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.122.0/255.255.255.0 -d 192.168.122.173 -p tcp -m tcp --dport 80 -j SNAT --to-source 192.168.122.1
以上这个例子是通过192.168.102:8023访问VM92.168.122.173的web服务器。
为了在下次重启KVM服务器后，这些IPtables规则继续使用。我们要把这些规则保存下，使用如下命令：
/etc/init.d/iptables save
more /etc/sysconfig/iptables
至此我们有关KVM的NAT方式网络连接以及为VM配置IPtables端口讲解完毕。
