虚拟机和物理机ping通，虚拟机和物理机网络怎么互通使用

***：探讨虚拟机与物理机网络互通使用以实现ping通的相关内容。这涉及到网络设置方面的多种考量，如虚拟机网络模式的选择，包括桥接模式可使虚拟机如同物理机所在网络中的独立主机；NAT模式下通过共享物理机网络地址转换来联网；还有仅主机模式构建独立于外部网络的内部网络。正确的网络配置、IP地址分配等操作是实现两者互通的关键要素。

本文目录导读：

1. 网络互通的原理
2. 不同虚拟化平台下的配置
3. 故障排查
4. 应用场景

虚拟机与物理机网络互通的原理、配置及应用全解析

在现代计算机技术领域，虚拟机（Virtual Machine，VM）的应用日益广泛，虚拟机是通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统，在很多场景下，如软件开发、测试、服务器整合等，都需要实现虚拟机与物理机之间的网络互通，以便数据传输、资源共享和协同工作，本文将深入探讨虚拟机和物理机网络互通的原理、不同虚拟化平台下的配置方法以及相关的应用场景等内容，以帮助读者全面理解并掌握这一重要技术。

网络互通的原理

（一）网络模型基础

1、OSI模型

- 开放系统互连参考模型（OSI模型）将网络通信分为七层，从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，在虚拟机与物理机网络互通的过程中，主要涉及到物理层到网络层的相关技术，物理层负责网络设备之间的物理连接，数据链路层处理帧的传输，网络层则负责IP地址的分配和路由选择。

- 对于虚拟机而言，它在模拟的硬件环境中也遵循类似的网络分层结构，虚拟机的虚拟网卡在数据链路层与物理机的网络设备进行交互，而在网络层通过IP地址来实现数据的路由和传输。

2、TCP/IP模型

- TCP/IP模型是实际网络中广泛应用的模型，它分为四层，即网络接口层、网络层、传输层和应用层，网络接口层对应于OSI模型的物理层和数据链路层，在虚拟机与物理机网络互通时，网络接口层的设备（如虚拟网卡和物理网卡）通过MAC地址识别彼此，网络层的IP协议则负责在不同网络之间进行数据的转发。

（二）网络地址转换（NAT）

1、NAT原理

- NAT是一种将私有网络地址（如虚拟机内部使用的地址）转换为公有网络地址（物理机所在网络的地址）的技术，在虚拟机与物理机网络互通中，当虚拟机要访问外部网络（如互联网或物理机所在的局域网）时，虚拟机发出的数据包中的源IP地址（虚拟机的私有IP地址）会被NAT设备（可以是物理机上的软件或硬件设备）转换为物理机的公有IP地址，这样，外部网络收到的数据包看起来就像是从物理机发出的。

- 当外部网络有响应数据包返回时，NAT设备会根据之前记录的转换信息，将目标IP地址从物理机的公有IP地址转换回虚拟机的私有IP地址，从而实现虚拟机与外部网络的通信。

2、端口转发与NAT

- 端口转发是NAT的一种特殊应用，在某些情况下，虚拟机内部运行的服务（如Web服务）需要被外部网络访问，通过在物理机上设置端口转发规则，可以将物理机上特定端口的流量转发到虚拟机内部相应端口上，如果虚拟机内部运行着一个Web服务，监听在80端口，通过在物理机上设置端口转发，将物理机的8080端口流量转发到虚拟机的80端口，外部网络用户就可以通过访问物理机的8080端口来访问虚拟机内部的Web服务。

（三）桥接模式原理

1、桥接网络概念

- 桥接模式是实现虚拟机与物理机网络互通的另一种重要方式，在桥接模式下，虚拟机的虚拟网卡就像一个真实的物理网卡一样，直接连接到物理机所在的网络，虚拟机在网络中被视为一个独立的物理设备，拥有自己独立的MAC地址和IP地址。

- 桥接设备（可以是物理机上的软件或硬件桥接器）将虚拟机的虚拟网卡和物理机的物理网卡连接在一起，使得虚拟机和物理机处于同一个广播域内，这样，虚拟机可以直接与物理机所在网络中的其他设备进行通信，就像物理机一样，不需要进行地址转换。

2、数据传输过程

- 当虚拟机向物理机所在网络中的其他设备发送数据时，数据从虚拟机的虚拟网卡通过桥接设备到达物理机的物理网卡，然后按照物理网络的路由规则发送到目标设备，反之，当物理机所在网络中的设备向虚拟机发送数据时，数据首先到达物理机的物理网卡，然后通过桥接设备转发到虚拟机的虚拟网卡。

不同虚拟化平台下的配置

（一）VMware Workstation

1、NAT模式配置

安装与准备：首先安装VMware Workstation软件，并创建虚拟机，在创建虚拟机时，选择网络连接类型为“NAT”。

网络设置：在物理机上，VMware Workstation会自动创建一个虚拟网络适配器，打开VMware Workstation的“编辑”菜单，选择“虚拟网络编辑器”，在虚拟网络编辑器中，可以查看和修改NAT模式下的网络设置，如子网掩码、网关地址等，默认情况下，虚拟机的IP地址会由VMware Workstation的DHCP服务自动分配在一个私有IP地址段内。

测试互通：在虚拟机中，打开命令提示符（Windows系统）或终端（Linux系统），尝试ping物理机的IP地址，如果配置正确，应该能够ping通，在物理机上也可以ping通虚拟机的IP地址。

2、桥接模式配置

选择桥接网络：创建虚拟机时，将网络连接类型选择为“桥接”，在桥接模式下，虚拟机可以从物理机所在的网络中获取IP地址，也可以手动设置与物理机所在网络同网段的IP地址。

MAC地址设置：在某些情况下，可能需要手动设置虚拟机虚拟网卡的MAC地址，在VMware Workstation中，可以在虚拟机的设置选项中找到网络适配器设置，然后修改MAC地址，不过，需要注意的是，手动设置的MAC地址要符合网络设备的MAC地址规范。

验证互通：设置完成后，在虚拟机和物理机上分别进行ping操作，检查双方是否能够互通，如果物理机所在网络有DHCP服务器，虚拟机应该能够自动获取到合适的IP地址并与物理机及其他网络设备进行通信。

（二）VirtualBox

1、NAT网络设置

创建虚拟机与网络选择：安装VirtualBox软件并创建虚拟机，在虚拟机的设置中，选择“网络”选项卡，将“连接方式”设置为“NAT”。

高级网络设置：在NAT模式下，可以进一步设置端口转发规则，点击“高级”按钮，然后选择“端口转发”，可以添加端口转发规则，例如将物理机的某个端口映射到虚拟机内部的相应端口，以实现外部网络对虚拟机内部服务的访问。

互通测试：启动虚拟机后，在虚拟机和物理机上使用ping命令测试网络互通情况，如果虚拟机需要访问外部网络，在虚拟机内部可以正常使用浏览器等网络应用进行访问。

2、桥接网络配置

桥接模式启用：在虚拟机的网络设置中，将“连接方式”切换为“桥接网卡”，VirtualBox会列出物理机上可用的网络接口，选择要桥接的物理网卡。

IP地址配置：与VMware Workstation类似，在桥接模式下，虚拟机可以自动获取IP地址或者手动设置与物理机所在网络同网段的IP地址，在虚拟机内部设置好IP地址后，就可以进行网络互通测试，如果配置正确，虚拟机可以与物理机以及物理机所在网络中的其他设备进行通信。

（三）Hyper - V（Windows平台）

1、外部网络设置（类似桥接模式）

创建虚拟交换机：在Hyper - V管理器中，首先要创建一个虚拟交换机，选择“虚拟交换机管理器”，然后选择“新建虚拟交换机”，类型选择“外部”，这里的外部虚拟交换机将虚拟机连接到物理机所在的外部网络。

虚拟机网络连接：创建虚拟机时，在“网络适配器”设置中，选择刚刚创建的外部虚拟交换机，这样，虚拟机就可以通过这个虚拟交换机连接到物理机所在的网络。

网络配置与互通：在虚拟机内部，根据物理机所在网络的要求设置IP地址（可以是自动获取或手动设置），设置完成后，就可以在虚拟机和物理机之间进行ping操作来测试网络互通情况。

2、内部网络与NAT设置（适用于特定需求）

内部虚拟交换机：如果要创建一个内部网络（只允许虚拟机之间以及虚拟机与物理机之间进行通信，不与外部网络连接），可以创建一个“内部”类型的虚拟交换机，虚拟机连接到这个内部虚拟交换机后，可以在内部网络中进行通信。

NAT设置：Hyper - V本身没有直接的NAT功能，但可以通过在物理机上安装额外的软件（如RRAS - 路由和远程访问服务）来实现NAT功能，从而让连接到内部虚拟交换机的虚拟机能够访问外部网络。

故障排查

（一）网络连接故障

1、虚拟机无法获取IP地址

- 如果虚拟机采用DHCP方式获取IP地址但无法获取成功，首先检查物理机上的虚拟网络设置，在VMware Workstation或VirtualBox中，查看虚拟网络编辑器或网络设置中的DHCP服务是否正常运行，在VMware Workstation的虚拟网络编辑器中，查看NAT模式下的DHCP服务状态，如果服务未启动，可以尝试重新启动它。

- 检查物理机与虚拟机之间的网络连接，如果是桥接模式，确保物理机的物理网卡正常工作，并且物理网络中没有限制虚拟机设备接入的设置（如MAC地址过滤等），对于Hyper - V，检查虚拟交换机的设置是否正确，是否与物理机的网络连接正常。

2、虚拟机与物理机无法ping通

- 检查防火墙设置，无论是物理机还是虚拟机，防火墙可能会阻止ping请求，在物理机上，关闭防火墙或者添加允许ping请求的规则，在虚拟机中（如Windows虚拟机的Windows防火墙或Linux虚拟机的iptables防火墙），同样需要检查并调整防火墙规则。

- 检查IP地址设置，确保虚拟机和物理机的IP地址在同一网段（如果是桥接模式），或者NAT设置正确（如果是NAT模式），如果是桥接模式，虚拟机的IP地址、子网掩码、网关等设置要与物理机所在网络的设置相匹配。

（二）端口转发故障

1、外部无法访问虚拟机内部服务

- 当设置了端口转发但外部无法访问虚拟机内部服务时，首先检查端口转发规则是否正确，在VMware Workstation或VirtualBox中，查看端口转发设置的端口号、协议（如TCP或UDP）以及目标虚拟机内部的IP地址和端口号是否准确。

- 检查虚拟机内部服务是否正常运行，在虚拟机内部，确保要提供外部访问的服务（如Web服务）已经启动并且监听在正确的端口上，如果要通过端口转发访问虚拟机内部的Web服务，在虚拟机内部使用命令查看Web服务是否在指定端口上监听，如在Linux系统中使用“netstat - anp | grep <端口号>”命令。

应用场景

（一）软件开发与测试

1、开发环境隔离

- 在软件开发过程中，开发人员可以在虚拟机中创建独立的开发环境，通过虚拟机与物理机的网络互通，开发人员可以方便地将代码从物理机传输到虚拟机中进行编译、调试等操作，在开发一个Web应用时，开发人员可以在物理机上编写代码，然后将代码部署到虚拟机中的Web服务器上进行测试，这样可以避免因为开发环境与实际运行环境的差异而导致的问题。

2、多版本测试

- 对于需要测试不同版本软件的情况，虚拟机提供了很好的解决方案，可以在不同的虚拟机中安装不同版本的操作系统和软件，通过网络互通与物理机上的测试工具进行交互，一个软件公司要测试其产品在不同Windows版本（如Windows 7、Windows 10等）下的兼容性，可以在不同虚拟机中安装相应版本的Windows，然后通过网络将物理机上的测试数据发送到虚拟机中进行测试。

（二）服务器整合与资源共享

1、服务器整合

- 在企业数据中心，为了提高服务器利用率，可以将多个虚拟机运行在一台物理机上，通过网络互通，这些虚拟机可以共享物理机的网络资源，如带宽、网络存储等，将多个Web服务器虚拟机整合到一台物理机上，通过网络互通，这些虚拟机可以对外提供Web服务，同时可以共享物理机的高速网络接口与外部网络进行数据传输。

2、资源共享

- 虚拟机与物理机网络互通还可以实现资源共享，物理机上的共享文件夹可以通过网络被虚拟机访问，反之亦然，在企业环境中，物理机上可能存储着大量的文档、数据等资源，通过网络共享，虚拟机中的用户可以方便地获取这些资源进行工作。

（三）网络安全研究与培训

1、安全研究

- 在网络安全研究领域，研究人员可以在虚拟机中创建各种模拟的网络环境，包括存在安全漏洞的系统，通过虚拟机与物理机的网络互通，研究人员可以从物理机上发起对虚拟机的安全测试，如漏洞扫描、入侵检测等操作，这样可以在不影响实际网络环境的情况下进行安全研究。

2、培训

- 在网络安全培训方面，虚拟机可以作为培训环境，通过网络互通，学员可以在虚拟机中进行网络安全操作实践，如防火墙配置、入侵防御等，同时可以与物理机上的培训资源（如培训文档、视频等）进行交互，提高培训效果。

虚拟机与物理机的网络互通是一项非常重要的技术，它在软件开发、服务器整合、网络安全等众多领域有着广泛的应用，通过理解网络互通的原理，掌握不同虚拟化平台下的配置方法以及能够进行故障排查，用户可以更好地利用虚拟机技术，提高工作效率、降低成本并提升安全性，随着虚拟化技术的不断发展，虚拟机与物理机网络互通的性能和功能也将不断提升，为更多的应用场景提供支持。