基于openstack網絡模式的vlan分析

2020-10-24 12:16:54

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供稿：網友

　　OpenStack概念

　　OpenStack是一個美國國家航空航天局和Rackspace合作研發的，以Apache許可證授權，并且是一個自由軟件和開放源代碼項目。、

　　OpenStack是一個旨在為公共及私有云的建設與管理提供軟件的開源項目。它的社區擁有超過130家企業及1350位開發者，這些機構與個人都將OpenStack作為基礎設施即服務（簡稱IaaS）資源的通用前端。OpenStack項目的首要任務是簡化云的部署過程并為其帶來良好的可擴展性。本文希望通過提供必要的指導信息，幫助大家利用OpenStack前端來設置及管理自己的公共云或私有云。

　　openstack neutron中定義了四種網絡模式：

　　# tenant_network_type = local

　　# tenant_network_type = vlan

　　# Example: tenant_network_type = gre

　　# Example: tenant_network_type = vxlan

　　本文主要以vlan為例，并結合local來詳細的分析下openstack的網絡模式。

　　1. local模式

　　此模式主要用來做測試，只能做單節點的部署(all-in-one)，這是因為此網絡模式下流量并不能通過真實的物理網卡流出，即neutron的integration bridge并沒有與真實的物理網卡做mapping，只能保證同一主機上的vm是連通的，具體參見RDO和neutron的配置文件。

　　(1)RDO配置文件(answer.conf)

　　主要看下面紅色的配置項，默認為空。

復制代碼

代碼如下:

　　CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS

　　openswitch默認的網橋的映射到哪，即br-int映射到哪。正式由于br-int沒有映射到任何bridge或interface，所以只能br-int上的虛擬機之間是連通的。

復制代碼

代碼如下:

　　CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_IFACES

　　流量最后從哪塊物理網卡流出配置項

復制代碼

代碼如下:

　　# Type of network to allocate for tenant networks (eg. vlan, local,
　　# gre)
　　CONFIG_NEUTRON_OVS_TENANT_NETWORK_TYPE=local
　　# A comma separated list of VLAN ranges for the Neutron openvswitch
　　# plugin (eg. physnet1:1:4094,physnet2,physnet3:3000:3999)
　　CONFIG_NEUTRON_OVS_VLAN_RANGES=
　　# A comma separated list of bridge mappings for the Neutron
　　# openvswitch plugin (eg. physnet1:br-eth1,physnet2:br-eth2,physnet3
　　# :br-eth3)
　　CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS=
　　# A comma separated list of colon-separated OVS bridge:interface
　　# pairs. The interface will be added to the associated bridge.
　　CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_IFACES=

　　(2)neutron配置文件(/etc/neutron/plugins/openvswitch/ovs_neutron_plugin.ini)

復制代碼

代碼如下:

　　[ovs]
　　# (StrOpt) Type of network to allocate for tenant networks. The
　　# default value 'local' is useful only for single-box testing and
　　# provides no connectivity between hosts. You MUST either change this
　　# to 'vlan' and configure network_vlan_ranges below or change this to
　　# 'gre' or 'vxlan' and configure tunnel_id_ranges below in order for
　　# tenant networks to provide connectivity between hosts. Set to 'none'
　　# to disable creation of tenant networks.
　　#
　　tenant_network_type = local

　　RDO會根據answer.conf中local的配置將neutron中open vswitch配置文件中配置為local

　　2. vlan模式

　　大家對vlan可能比較熟悉，就不再贅述，直接看RDO和neutron的配置文件。

　　(1)RDO配置文件

復制代碼

代碼如下:

　　# Type of network to allocate for tenant networks (eg. vlan, local,
　　# gre)
　　CONFIG_NEUTRON_OVS_TENANT_NETWORK_TYPE=vlan //指定網絡模式為vlan
　　# A comma separated list of VLAN ranges for the Neutron openvswitch
　　# plugin (eg. physnet1:1:4094,physnet2,physnet3:3000:3999)
　　CONFIG_NEUTRON_OVS_VLAN_RANGES=physnet1:100:200 //設置vlan ID value為100~200
　　# A comma separated list of bridge mappings for the Neutron
　　# openvswitch plugin (eg. physnet1:br-eth1,physnet2:br-eth2,physnet3
　　# :br-eth3)
　　CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS=physnet1:br-eth1 //設置將br-int映射到橋br-eth1(會自動創建phy-br-eth1和int-br-eth1來連接br-int和br-eth1)
　　# A comma separated list of colon-separated OVS bridge:interface
　　# pairs. The interface will be added to the associated bridge.

　　CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_IFACES=br-eth1:eth1 //設置eth0橋接到br-eth1上，即最后的網絡流量從eth1流出 (會自動執行ovs-vsctl add br-eth1 eth1)

　　此配置描述的網橋與網橋之間，網橋與網卡之間的映射和連接關系具體可結合《圖1 vlan模式下計算節點的網絡設備拓撲結構圖》和《圖2 vlan模式下網絡節點的網絡設備拓撲結構圖》來理解。

　　思考：很多同學可能會碰到一場景：物理機只有一塊網卡，或有兩塊網卡但只有一塊網卡連接有網線

　　此時，可以做如下配置

　　(2)單網卡：

　　CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS=physnet1:br-eth0 //設置將br-int映射到橋br-eth10

復制代碼

代碼如下:

　　# A comma separated list of colon-separated OVS bridge:interface
　　# pairs. The interface will be added to the associated bridge
　　CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_IFACES= //配置為空

　　這個配置的含義是將br-int映射到br-eth0，但是br-eth0并沒有與真正的物理網卡綁定，這就需要你事先在所有的計算節點(或網絡節點)上事先創建好br-eth0橋，并將eth0添加到br-eth0上，然后在br-eth0上配置好ip，那么RDO在安裝的時候，只要建立好br-int與br-eth0之間的連接，整個網絡就通了。

　　此時如果網絡節點也是單網卡的話，可能就不能使用float ip的功能了。

(3)雙網卡，單網線

復制代碼

代碼如下:

CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS=physnet1:br-eth1 //設置將br-int映射到橋br-eth1
　　# A comma separated list of colon-separated OVS bridge:interface
　　# pairs. The interface will be added to the associated bridge.
　　CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_IFACES=eth1 //配置為空

　　還是默認都配置到eth1上，然后通過iptables將eth1的流量forward到eth0(沒有試驗過，不確定是否可行)

　　3. vlan網絡模式詳解

　　圖1 vlan模式下計算節點的網絡設備拓撲結構圖

　　首先來分析下vlan網絡模式下，計算節點上虛擬網絡設備的拓撲結構。

　　(1)qbrXXX 等設備

　　前面已經講過，主要是因為不能再tap設備vnet0上配置network ACL rules而增加的

　　(2)qvbXXX/qvoXXX等設備

　　這是一對veth pair devices，用來連接bridge device和switch，從名字猜測下：q-quantum, v-veth, b-bridge, o-open vswitch(quantum年代的遺留)。

　　(3) int-br-eth1和phy-br-eth1

　　這也是一對veth pair devices，用來連接br-int和br-eth1, 另外，vlan ID的轉化也是在這執行的，比如從int-br-eth1進來的packets，其vlan id=101會被轉化成1，同理，從phy-br-eth1出去的packets，其vlan id會從1轉化成101

　　(4)br-eth1和eth1

　　packets要想進入physical network最后還得到真正的物理網卡eth1，所以add eth1 to br-eth1上，整個鏈路才完全打通