基于openstack网络模式的vlan分析

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基于openstack网络模式的vlan分析

来源: 作者: 时间:2015-10-04 13:44 【

这篇文章主要为大家介绍了基于openstack网络模式的vlan分析,OpenStack是一个美国国家航空航天局和Rackspace合作研发的,以Apache许可证授权,并且是一个自由软件和开放源代码项目

  OpenStack概念

  OpenStack是一个美国国家航空航天局和Rackspace合作研发的,以Apache许可证授权,并且是一个自由软件和开放源代码项目。、

  OpenStack是一个旨在为公共及私有云的建设与管理提供软件的开源项目。它的社区拥有超过130家企业及1350位开发者,这些机构与个人都将OpenStack作为基础设施即服务(简称IaaS)资源的通用前端。OpenStack项目的首要任务是简化云的部署过程并为其带来良好的可扩展性。本文希望通过提供必要的指导信息,帮助大家利用OpenStack前端来设置及管理自己的公共云或私有云。

  openstack neutron中定义了四种网络模式:

  # tenant_network_type = local

  # tenant_network_type = vlan

  # Example: tenant_network_type = gre

  # Example: tenant_network_type = vxlan

  本文主要以vlan为例,并结合local来详细的分析下openstack的网络模式。

  1. local模式

  此模式主要用来做测试,只能做单节点的部署(all-in-one),这是因为此网络模式下流量并不能通过真实的物理网卡流出,即neutron的integration bridge并没有与真实的物理网卡做mapping,只能保证同一主机上的vm是连通的,具体参见RDO和neutron的配置文件。

  (1)RDO配置文件(answer.conf)

  主要看下面红色的配置项,默认为空。


复制代码
代码如下:
  CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS

  openswitch默认的网桥的映射到哪,即br-int映射到哪。 正式由于br-int没有映射到任何bridge或interface,所以只能br-int上的虚拟机之间是连通的。


复制代码
代码如下:
  CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_IFACES

  流量最后从哪块物理网卡流出配置项


复制代码
代码如下:
  # 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)


复制代码
代码如下:
  [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会根据answer.conf中local的配置将neutron中open vswitch配置文件中配置为local

  2. vlan模式

  大家对vlan可能比较熟悉,就不再赘述,直接看RDO和neutron的配置文件。

  (1)RDO配置文件


复制代码
代码如下:
  # Type of network to allocate for tenant networks (eg. vlan, local,
  # gre)
  CONFIG_NEUTRON_OVS_TENANT_NETWORK_TYPE=vlan //指定网络模式为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 //设置vlan ID value为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 //设置将br-int映射到桥br-eth1(会自动创建phy-br-eth1和int-br-eth1来连接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 //设置eth0桥接到br-eth1上,即最后的网络流量从eth1流出 (会自动执行ovs-vsctl add br-eth1 eth1)

  此配置描述的网桥与网桥之间,网桥与网卡之间的映射和连接关系具体可结合 《图1 vlan模式下计算节点的网络设备拓扑结构图》和 《图2 vlan模式下网络节点的网络设备拓扑结构图 》来理解。

  思考:很多同学可能会碰到一场景:物理机只有一块网卡,或有两块网卡但只有一块网卡连接有网线

  此时,可以做如下配置

  (2)单网卡:

  CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS=physnet1:br-eth0 //设置将br-int映射到桥br-eth10


复制代码
代码如下:
  # 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= //配置为空

  这个配置的含义是将br-int映射到br-eth0,但是br-eth0并没有与真正的物理网卡绑定,这就需要你事先在所有的计算节点(或网络节点)上事先创建好br-eth0桥,并将eth0添加到br-eth0上,然后在br-eth0上配置好ip,那么RDO在安装的时候,只要建立好br-int与br-eth0之间的连接,整个网络就通了。

  此时如果网络节点也是单网卡的话,可能就不能使用float ip的功能了。

(3)双网卡,单网线


复制代码
代码如下:
  CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS=physnet1:br-eth1 //设置将br-int映射到桥br-eth1
</p> <p>  # A comma separated list of colon-separated OVS bridge:interface
</p> <p>  # pairs. The interface will be added to the associated bridge.
</p> <p>  CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_IFACES=eth1 //配置为空

  还是默认都配置到eth1上,然后通过iptables将eth1的流量forward到eth0(没有试验过,不确定是否可行)

  3. vlan网络模式详解

  图1 vlan模式下计算节点的网络设备拓扑结构图

  首先来分析下vlan网络模式下,计算节点上虚拟网络设备的拓扑结构。

  (1)qbrXXX 等设备

  前面已经讲过,主要是因为不能再tap设备vnet0上配置network ACL rules而增加的

  (2)qvbXXX/qvoXXX等设备

  这是一对veth pair devices,用来连接bridge device和switch,从名字猜测下:q-quantum, v-veth, b-bridge, o-open vswitch(quantum年代的遗留)。

  (3) int-br-eth1和phy-br-eth1

  这也是一对veth pair devices,用来连接br-int和br-eth1, 另外,vlan ID的转化也是在这执行的,比如从int-br-eth1进来的packets,其vlan id=101会被转化成1,同理,从phy-br-eth1出去的packets,其vlan id会从1转化成101

  (4)br-eth1和eth1

  packets要想进入physical network最后还得到真正的物理网卡eth1,所以add eth1 to br-eth1上,整个链路才完全打通

  图2 vlan模式下网络节点的网络设备拓扑结构图

  网络节点与计算节点相比,就是多了external network,L3 agent和dhcp agent。

  (1)network namespace

  每个L3 router对应一个private network,但是怎么保证每个private的ip address可以overlapping而又不相互影响呢,这就利用了linux kernel的network namespace

  (2)qr-YYY和qg-VVV等设备 (q-quantum, r-router, g-gateway)

  qr-YYY获得了一个internal的ip,qg-VVV是一个external的ip,通过iptables rules进行NAT映射。

  思考:phy-br-ex和int-br-ex是干啥的?

  坚持"所有packets必须经过物理的线路才能通"的思想,虽然 qr-YYY和qg-VVV之间建立的NAT的映射,归根到底还得通过一条物理链路,那么phy-br-ex和int-br-ex就建立了这条物理链路。

  以上就是基于openstack网络模式的vlan分析,希望能帮助大家,,谢谢阅读,希望能帮到大家,请继续关注脚本宝典,我们会努力分享更多优秀的文章。

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