Windows 10 hyper v nat switch

Долгое время Hyper-V не имел возможности организации NAT собственными средствами, что в ряде случаев сильно ограничивало сетевые возможности гипервизора. Особенно остро это чувствовалось в лабораторных и тестовых средах, которые требовалось отделить от локальной сети, обеспечив при этом выход в интернет. С введением поддержки контейнеров потребность в сетях NAT только возросла, что сделало закономерным добавление функции преобразования сетевых адресов в гипервизор. Более подробно о настройке и особенностях применения NAT в Hyper-V мы расскажем в данной статье.

Научиться настраивать MikroTik с нуля или систематизировать уже имеющиеся знания можно на углубленном курсе по администрированию MikroTik. Автор курса, сертифицированный тренер MikroTik Дмитрий Скоромнов, лично проверяет лабораторные работы и контролирует прогресс каждого своего студента. В три раза больше информации, чем в вендорской программе MTCNA, более 20 часов практики и доступ навсегда.

Создание сетей NAT возможно в Windows Server 2016, Hyper-V Server 2016 и более поздних версиях, а также Windows 10. На одном гипервизоре может быть создана только одна сеть NAT. Также обратите внимание, что в отличие от средств настольной виртуализации, таких как VMWare Workstation или VirtualBox, служба NAT в Hyper-V не предоставляет дополнительных сетевых служб, таких как DHCP или DNS, поэтому сетевые настройки виртуальным машинам вам придется назначить самостоятельно.

Также настройка NAT производится исключительно в консоли PowerShell и недоступна в графическом интерфейсе, однако это не представляет никаких сложностей.

Подключимся к нужному нам гипервизору, перейдем в командную строку и запустим консоль PowerShell:

powershell

Цвет консоли при этом не изменится, останется черным, но в начале строки приглашения появятся буквы PS.

Теперь создадим новый виртуальный коммутатор с типом сети Внутренняя:

New-VMSwitch -SwitchName "VM_NAT" -SwitchType Internal

где VM_NAT — имя нашего виртуального коммутатора, которое можно задать произвольно.

При создании сети данного типа автоматически создается виртуальный сетевой адаптер на хосте, поэтому просмотрим список адаптеров командой:

Get-NetAdapter

Из полученной информации нам нужно выяснить и запомнить индекс сетевого интерфейса, в нашем случае 16. Следующим шагом мы настроим на нем шлюз. Перед этим следует определиться с адресацией будущей сети NAT, выделив ей свою подсеть и указав адрес шлюза. В нашем случае это будут 192.168.192.0/24 и 192.168.192.1, теперь можно настраивать шлюз:

New-NetIPAddress -IPAddress 192.168.192.1 -PrefixLength 24 -InterfaceIndex 16

Где IPAddress — адрес шлюза, PrefixLength — префикс сети, префикс 24 соответствует маске 255.255.255.0, InterfaceIndex — индекс интерфейса, для которого мы выполняем настройку.

Ну и наконец создадим NAT:

New-NetNat -Name "vNAT" -InternalIPInterfaceAddressPrefix 192.168.192.0/24

где Name — имя нашей сети NAT, в нашем случае vNAT, задается на ваше усмотрение, InternalIPInterfaceAddressPrefix — внутренняя сеть NAT.

Теперь можно вернуться в оснастку управления Hyper-V, в Диспетчере виртуальных коммутаторов у нас появится новая сеть — VM-NAT.

Чтобы ее использовать, просто укажите этот коммутатор в настройках виртуальной машины:

Также вам потребуется выполнить ручную настройку сети внутри виртуальной машины, ей нужно выдать адрес и указать шлюз из внутренней сети NAT, а также любые доступные DNS:

Просмотреть существующие сети NAT, напоминаем, она должна быть только одна, можно командой:

Get-NetNat

Для удаления используйте:

Get-NetNat | Remove-NetNat

После этого вам также потребуется удалить назначенный шлюзу IP-адрес:

Remove-NetIPAddress -IPAddress 192.168.192.1 -InterfaceIndex 16

Это может потребоваться, если вы захотите изменить адресное пространство NAT. В этом случае удаляете старую сеть NAT и создаете новую, с требуемыми параметрами. Виртуальный коммутатор и виртуальный сетевой интерфейс при этом остаются прежними.

Если вы полностью хотите отказаться от NAT, то дополнительно удалите виртуальный коммутатор, это можно сделать через графический интерфейс, либо командой, указав в ней имя коммутатора:

Remove-VMSwitch -SwitchName "VM_NAT"

Связанный с коммутатором виртуальный сетевой адаптер будет удален автоматически.

Научиться настраивать MikroTik с нуля или систематизировать уже имеющиеся знания можно на углубленном курсе по администрированию MikroTik. Автор курса, сертифицированный тренер MikroTik Дмитрий Скоромнов, лично проверяет лабораторные работы и контролирует прогресс каждого своего студента. В три раза больше информации, чем в вендорской программе MTCNA, более 20 часов практики и доступ навсегда.

The Windows 10 Fall Update/1511 (and Windows Server 2016 TP4) includes new functionality in Hyper-V that supports native network address translation (NAT). This functionality wasn’t previously available in Hyper-V without setting up Internet sharing within the OS or running an intermediary VM as a gateway. In this article, I’ll show you how to set up NAT in Windows 10 Hyper-V using the new NAT virtual switch.

Setting up NAT in Windows 10 has always been one of the shortcomings of Hyper-V on the Windows desktop OS when compared to other virtualization products such as VMware Workstation and Oracle VirtualBox. In the past, it was necessary to set up Internet connection sharing or use a VM running Windows Server with two NICs to share your computer’s Internet connection under NAT.

In previous versions of Hyper-V, three types of virtual switches exist: External, Internal, and Private. In Windows 10 Fall Update, a fourth switch, the NAT switch, is included. As of today, the NAT switch type can only be created using PowerShell. But, it’s pretty safe to assume it will make it into the GUI eventually.

Create the NAT switch

Creating the NAT switch is a two-part process. You’ll first need to create the switch and then configure the NAT object in the host OS. To create the virtual switch, open a PowerShell window with Admin rights and run the following command:

New-VMSwitch -Name "NAT" -SwitchType NAT -NATSubnetAddress 10.0.75.0/24

The -Name parameter sets the name of the new virtual switch. The –SwitchType parameter (which needs to be set to NAT) is what selects NAT as the switch type. The –NATSubnetAddress parameter sets the subnet that will be used on the NAT network. The virtual NIC that is created on the host computer will use the top address, .1, as its IP. In the example subnet I used, the virtual NIC will use 10.0.75.1.

Next, you’ll need to create the NAT object on the host system. In the same PowerShell window, run the following command:

New-NetNat –Name NAT –InternalIPInterfaceAddressPrefix 10.0.75.0/24

The -Name parameter sets the name for the NAT object. The –InternalIPInterfaceAddressPrefix parameter sets the subnet that NAT will use; it should be the same subnet that you used in the last command.

Configuring the NAT virtual switch with PowerShell

View the switch in the Virtual Switch Manager

In Hyper-V Manager, go to Virtual Switch Manager to see your new virtual switch named “NAT.” The GUI doesn’t recognize the new switch type and shows it as an Internal switch. An Internal switch allows the VMs on the host system to communicate with each other as well as with the host system. So, it makes sense that it would see the switch this way—at least until the GUI is updated.

NAT virtual switch in Hyper-V Virtual Switch Manager

View the new vEthernet adapter

The process of adding the new NAT switch will also create a new vEthernet adapter on the system. If you open the properties of the virtual NIC, it should show the IP address 10.0.75.1. This address can be used as the default gateway on VMs connected to the switch.

New vEthernet adapter created on the Hyper-V host

Configure the VM manually

After you configure a VM to use the NAT virtual switch, you will need to manually configure the network settings for the VM. Unfortunately, the built-in NAT switch doesn’t include a DHCP server for automatic network configuration. In my example VM below, I’ve configured the gateway to 10.0.75.1 and used 10.0.75.10 as the IP address of the VM. For a DNS server, I’ve used Google’s public DNS server, 8.8.8.8.

Manually configuring the Hyper-V VM

Obviously, you’re not going to want to manually configure all of your VMs that use the NAT switch. One option if you’re already running a small lab on your Windows 10 system is to use DHCP on a Windows Server. If you don’t want to run a full server for DHCP, I’ve found one other option.

DHCP Server for Windows

You can use a small, freeware, DHCP server called DHCP Server for Windows for providing DHCP to your NAT network in Hyper-V. After you download the software, extract it and run the dhcpwiz.exe utility to configure the server.

First, select the network interface vEthernet (NAT). Good news: the GUI does a good job of warning you about setting up a DHCP server on a NIC that is already receiving an IP address through DHCP.

Selecting the vEthernet NAT network interface

Set the pool of IP addresses you want to use as well as a lease time. When you’re done, make sure you click the Advanced… button.

Setting the pool of IP addresses in DHCP Server for Windows

In Advanced Configuration, you’ll need to configure your gateway (10.0.75.1) and DNS servers.

Configuring DNS and gateway in Advanced Configuration

In the final screen of the wizard, click the Write INI file button to save your settings to an .ini file and then click Next.

Once you’re done, the control application, dhcpsrv.exe, should run automatically. If it doesn’t, the executable is in the same folder as the setup wizard.

DHCP Server for Windows control application

You’ll first need to click the Admin… button to run the executable with Admin rights (if you didn’t already). In this utility, you can set the Windows Firewall rules necessary to run the DHCP server. You can also install the executable as a service and start/stop it from running. After you’ve installed it as a service and started the service, you’re ready to start using NAT with your VMs on Hyper-V.

Начиная с версии Hyper-V в Windows Server 2016/Windows 10 появилась встроенная возможность создавать сеть NAT (Network Address Translation). В этой статье мы рассмотрим, как настроить NAT сеть для виртуальных машин Hyper-V.

Основные ограничения:

• Вы можете создать только одну NAT сеть;
• Для NAT сети не будут доступны такие дополнительные службы, как DNS и DHCP. Это означает, что вам придется задавать сетевые настройки вашим виртуальным машинам за NAT сетью самостоятельно;
• Настройка NAT сети выполняется только из консоли PowerShell.

Рассмотрим, как создать и настроить NAT сеть с помощью PowerShell.

Создайте новый виртуальный коммутатор с типом сети Internal:

New-VMSwitch -SwitchName "NAT_NET" -SwitchType Internal

При этом на хосте Hyper-V появляется новый виртуальный адаптер. Выведите список виртуальных адаптеров с помощью команды:

Get-NetAdapter

Запомните индекс сетевого интерфейса для вашей NAT сети (ifIndex). В нашем примере это 8.

Теперь нужно задать сетевые настройки этого интерфейса. Обратите внимание, что от этих настроек будет зависеть адресация виртуальных машин за NAT. Данный сетевой адаптер будет служить для них шлюзом по-умолчанию.

• New-NetIPAddress -IPAddress 192.168.51.1 -PrefixLength 24 -InterfaceIndex 8
• InterfaceIndex – номер виртуального интерфейса NAT коммутатора
• PrefixLength – соответствует маске подсети 255.255.255.0 (/24)

Теперь моно создать NAT сеть:

New-NetNat -Name "vHW_NAT" -InternalIPInterfaceAddressPrefix 192.168.51.0/24

Чтобы подключить виртуальную машину к сети через NAT, вам нужно в ее свойствах выбрать коммутатор NAT_NET. Вы можете переключить ВМ в NAT сеть через диспетчер Hyper-V или с помощью PowerShell:

Get-VM TestVM1,TestVM2|Get-VMNetworkAdapter| Connect-VMNetworkAdapter –SwitchName “NAT_NET”

Теперь нужно назначить корректный IP адрес и DNS настройки для гостевой ВМ. Вы можете развернуть в NAT сети отдельный сервис с ролями DHCP и DNS, или задать настройки сетевого адаптера вручную:

Вы можете подключить к ВМ с хоста Hyper-V через PowerShell Direct:

Enter-PSSession -VMName TestVM1

Теперь можно задать сетевые настройки:

Get-NetAdapter
Get-NetIPAddress -InterfaceIndex 5
New-NetIpAddress -InterfaceIndex 5 -IpAddress 192.168.51.20 -PrefixLength 24 -DefaultGateway 192.168.51.1
Set-DNSClientServerAddress –InterfaceIndex 5 –ServerAddresses 192.168.10.15,8.8.8.8

Проверьте что вы все настроили правильно:

Get-NetIPAddress -InterfaceIndex 5

Проверьте доступность внешних ресурсов:

ping 8.8.8.8

Вы можете пробросить порт с внешней сети (коммутатор Hyper-V) на любую из виртуальных машин за NAT. Например, пробросьте порт 22 (SSH) в одну из ВМ:

Add-NetNatStaticMapping -NatName "vNAT_TestVM1_SSH" -Protocol TCP -ExternalIPAddress 0.0.0.0/24 -ExternalPort 22 -InternalIPAddress 192.168.51.20 -InternalPort 22

Теперь вест трафик TCP/22, который приходит на хост Hyper-V будет перенаправляться на соответствующий порт виртуальной машины за NAT.

Полный список правил перенаправления портов можно вывести так:

Get-NetNatStaticMapping

Вы можете удалить одно правило NAT трансляции адресов или сразу все:

Remove-NetNatStaticMapping -StaticMappingID "vNAT_TestVM1_SSH"
Remove-NetNatStaticMapping

Если вы захотите изменить IP адресацию в NAT сети, вам придется удалить виртуальный коммутатор NAT и пересоздать его заново:

Remove-VMSwitch -SwitchName "NAT_VM"

Напоминаю, что в Hyper-V может быть только одна NAT сеть.

A couple of months ago, I wrote a blog post about how you can create a new Hyper-V NAT Switch. Now, this worked fine in some early Windows 10 builds, but Microsoft removed the parameter for the NAT Switch in some Windows 10 Insider builds. You can find more about the Hyper-V Virtual Switches on Microsoft Docs. In the latest versions in the Windows 10 client operating system, Microsoft already includes a “Default Virtual Switch”, which allows you to use Hyper-V NAT Networking, without doing any configuration changes.

If you want to create an additional VM Switch which uses NAT on Windows 10, or you want to use the Hyper-V NAT VM Switch on Windows Server, you can follow this guide. The NAT VM Switch is especially heady if you use Nested Virtualization.

Requirements:

• Windows 10 and Windows Server 2016 build 14295 or later
• Enabled Hyper-V role
• PowerShell, since this setting is not available in the UI right now

Set up a Hyper-V NAT Switch

Create a new Hyper-V Virtual Switch

New-VMSwitch –SwitchName “NATSwitch” –SwitchType Internal

Configure the NAT Gateway IP Address

This configures the Virtual Network Adapter which was created while creating the Internal Virtual Hyper-V Switch.

New-NetIPAddress –IPAddress 172.21.21.1 -PrefixLength 24 -InterfaceAlias "vEthernet (NATSwitch)"

Now you can configure the NAT rule

New-NetNat –Name MyNATnetwork –InternalIPInterfaceAddressPrefix 172.21.21.0/24

After that, you have finally created your NAT network, and you can now use that network to connect your virtual machines and use IP addresses from 172.21.21.2-172.21.21.254.

Create a new NAT forwarding

To forward specific ports from the Host to the guest VMs, you can use the following commands.

This example creates a mapping between port 80 of the host to port 80 of a Virtual Machine with an IP address of 172.21.21.2.

Add-NetNatStaticMapping -NatName "VMSwitchNat" -Protocol TCP -ExternalIPAddress 0.0.0.0 -InternalIPAddress 172.21.21.2 -InternalPort 80 -ExternalPort 80

This example creates a mapping between port 82 of the Virtual Machine host to port 80 of a Virtual Machine with an IP address of 172.21.21.3.

Add-NetNatStaticMapping -NatName "VMSwitchNat" -Protocol TCP -ExternalIPAddress 0.0.0.0 -InternalIPAddress 172.16.0.3 -InternalPort 80 -ExternalPort 82

This also works with Windows and Hyper-V Containers. I hope this gives you a good overview of NAT Networking and the Hyper-V NAT Switch. If you have any questions, feel free to leave a comment.

Tags: Container, Containers, Hyper-V, Hyper-V NAT Switch, Hyper-V Virtual Switch, Microsoft, NAT, NAT Switch, PowerShell, Virtual Switch, Windows, Windows 10, Windows Server, Windows Server 2016 Last modified: July 22, 2019

About the Author / Thomas Maurer

Thomas works as a Senior Cloud Advocate at Microsoft. He engages with the community and customers around the world to share his knowledge and collect feedback to improve the Azure cloud platform. Prior joining the Azure engineering team, Thomas was a Lead Architect and Microsoft MVP, to help architect, implement and promote Microsoft cloud technology.
 
If you want to know more about Thomas, check out his blog: www.thomasmaurer.ch and Twitter: www.twitter.com/thomasmaurer