UEFI开发探索50 – UEFI与网络2

(请保留-> 作者: 罗冰 https://blog.csdn.net/luobing4365)

3 在VirtualBox中使用网络

在UEFI开发探索系列博客的第48篇中，我介绍了如何在VirtualBox中搭建UEFI Shell。本节就在这篇博客的基础上，让VirtualBox下的UEFI Shell有访问网络的功能。

1) 安装网络驱动和网络协议驱动

我使用的是VirtualBox6.1.4，其虚拟网卡为Intel Pro/1000MT Desktop。网卡驱动下载地址为：

https://downloadcenter.intel.com/download/27539/Ethernet-Intel-Ethernet-Connections-Boot-Utility-Preboot-Images-and-EFI-Drivers

下载版本为22.10的PREBOOT.exe，双击安装。将目录/APPS/EIF/EFIx64下的驱动E3522X2.EFI拷贝到虚拟机的硬盘中。同时，将之前编译好x64的Ipv4网络协议驱动（MdeModulePkg）也拷贝到虚拟机的硬盘中。

启动虚拟机，进入UEFI Shell，执行如下命令，加载网卡驱动和网络协议驱动：

Shell>fs0:
fs0:>load E3522X2.EFI
fs0:> load SnpDxe.efi MnpDxe.efi ArpDxe.efi Ip4Dxe.efi VlanConfigDxe.efi Udp4Dxe.efi Dhcp4Dxe.efi Mtftp4Dxe.efi Tcp4Dxe.efi

2) 配置网卡。

使用ifconfig命令设置：

fs0:\>ifconfig -s eth0 dhcp

检查网络配置情况：

图1 VirtualBox的UEFI Shell中查看IP

3) 测试网络连接

我的主机IP地址为192.168.1.42，VirtualBox虚拟机通过NAT方式与主机相连的。测试情况如下：

图2 VirtualBox的UEFI shell中网络连接测试

4 在Qemu中使用网络

以下的实验，OVMF的镜像在VS2015+UDK2018下编译，Qemu的网络实验在Ubuntu16.04 LTS下进行。

官方的文档中，OVMF的实验一直都是以Qemu为例的。Qemu的功能很强大，也非常灵活，带来的问题是配置相对复杂。因此，除了需要进行源码级调试时，我也很少使用。

在Qemu中搭建网络测试环境，可按照如下步骤进行：

1) 编译OVMF镜像。

在Intel网站上下载E3522X2.EFI，这是网卡E1000的驱动，上一节中已经给出了下载地址。进入UEFI的编译目录，新建目录Intel3.5/EFIX64，将E3522X2.EFI拷贝到这个目录下。

编译OVMF镜像，编译命令为：

C:\Myworkspace> build -p OvmfPkg/OvmfPkgX64.dsc -a X64 -D E1000_ENABLE -D DEBUG_ON_SERIAL_PORT

同时按照之前的方法编译UEFI下64位Ipv4的网络协议，将编译好的镜像OVMF.fd和网络协议驱动拷贝出来，准备下面的步骤。

2) 安装Qemu和必要的网络工具

使用apt-get 安装，命令为：

$ sudo apt-get install qemu
$ sudo apt-get install bridge-utils #虚拟网桥设置工具
$ sudo apt-get install uml-utilities #UML(User-mod linux)工具

3) 搭建Qemu的网络通道

在之前的编译中，已经将网卡驱动包含在VOMF镜像所启动的UEFI shell中了。如果不指定任何网络设置，Qemu将使用带有内置DHCP服务器的用户模式（user）网络。当虚拟机运行时，可设定为DHCP模式，它能够通过QEMU伪装的IP来访问物理主机的网络。

不过，这种情况下，能通信的仅限于TCP和UDP协议，因此ICMP协议(包括ping)将不起作用。因此，我们准备采用tap模式，使用桥接的方法，让虚拟机和外部通信起来。

首先用命令ifconfig获取本机的网络接口：

图3 获取网络接口

然后按照如下步骤操作，当然，也可以写个sh文件，批量处理：

$sudo ifconfig ens33 down                 # 先关闭ens33接口
$sudo brctl addbr br0                     # 增加一个虚拟网桥br0
$sudo brctl addif br0 ens33               # 在br0中添加一个接口ens33

$sudo brctl stp br0 off                   # 只有一个网桥，所以关闭生成树协议
$sudo brctl setfd br0 1                    # 设置br0的转发延迟
$sudo brctl sethello br0 1                # 设置br0的hello时间
$sudo ifconfig br0 0.0.0.0 promisc up       # 打开br0接口
$sudo ifconfig ens33 0.0.0.0 promisc up     # 打开ens33接口
$sudo dhclient br0                      # 从dhcp服务器获得br0的IP地址

$sudo tunctl -t tap0 -u root              # 创建一个tap0接口，只允许root用户访问
$sudo brctl addif br0 tap0                # 在虚拟网桥中增加一个tap0接口
$sudo ifconfig tap0 0.0.0.0 promisc up      # 打开tap0接口

其作用为创建虚拟网桥br0和虚拟网卡接口tap0，并将tap0和宿主机的网络接口(ens33)作为网桥的两个接口。这样，宿主机的接口作为网桥接口，与外部网络连接；TAP设备作为网桥的另一个接口，与Qemu虚拟机中的Vlan连接。

4 配置虚拟机内UEFI网卡

将之前的Ipv4的64位驱动文件，拷贝到hda.img中，拷贝的方法在之前的博客《UEFI开发探索39》中已经详细描述过。

启动虚拟机：

$sudo qemu-system-x86_64 -bios OVMF.fd -hdd hda.img -net nic -net tap,ifname=tap0 -serial stdio

进入UEFI shell后，设置网卡的IP地址，注意要与宿主机的网卡地址同一网段。

FS0:\> ifconfig -s eth0 static 192.168.171.111 255.255.255.0 192.168.171.141

至此，完成了所有的配置过程，虚拟机的网卡和宿主机网卡连通完毕。可以按照之前介绍的方法，加载Ipv4相关的网络协议驱动，以备后续的实验。

5) 测试网络连接

从宿主机ping虚拟机，以及从虚拟机中ping宿主机，情况如下：

图4 Qemu虚拟机与宿主机的网络连接测试

用了两篇博客的篇幅，尝试了三类不同的UEFI网络的搭建方法。对平常的编程来说，可能用得最多的还是Nt32的模拟环境。

从下篇开始，尝试UEFI下的TCP和UDP编程。

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