Neutron总结-openvswitch+vlan网络

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本篇文章介绍如何规划及创建openvswitch+vlan网络,实现实例间及实例与外部的通讯。读者应对OpenStack及其网络服务Neutron有初步的了解。

1.规划网络

部署节点为一个controller节点(包含网络节点),两个compute节点。controller节点有3个网卡,分别为eth0(管理和API网络,CIDR为11.11.175.0/24)、eth1(租户网络,不设置IP)、eth2(外部网络,CIDR为10.10.10.0/24,不设置IP);compute节点有2个网卡,分别为eth0(管理和API网络,CIDR为11.11.175.0/24)、eth1(租户网络,不设置IP)。  
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Neutron ML2的Type Driver为vlan  
Neutron ML2的Mechanism Driver为Open vSwitch  
Neutron L2 Agent为Open vSwitch 
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2.创建虚拟网络

修改配置文件 
/etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini 
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controller 节点 /etc/neutron/plugins/ml2/openvswitch_agent.ini 
注意:这里没有用到vxlan网络,enable_vxlan必须设置为False,否则会报错。 
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compute 节点 /etc/neutron/plugins/ml2/openvswitch_agent.ini 
注意:这里没有用到vxlan网络,enable_vxlan必须设置为False,否则会报错。 
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/etc/neutron/l3_agent.ini 
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/etc/neutron/dhcp_agent.ini 
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准备ovs网桥 
controller节点

  • 创建 br-eth1 
  • 将物理网卡 eth1 桥接在 br-eth1 上 
  • 创建 br-ex 
  • 将物理网卡 eth2 桥接在 br-ex 上

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compute节点

  • 创建 br-eth1 
  • 将物理网卡 eth1 桥接在 br-eth1 上 
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重启网络相关服务。

登陆到dashboard,可以查看网络服务信息。  
controller节点启动了 neturon-metadata-agent、neutron-l3-agent、neutron-openvswitch-agent、neutron-dhcp-agent  
compute节点启动了 neutron-openvswitch-agent 

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创建vlan100网络,物理网络为provider(和前面的配置一致,否则报错),网络地址为172.16.100.0/24  
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创建vlan101网络,物理网络为provider(和前面的配置一致,否则报错),网络地址为172.16.101.0/24  
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创建外部网络,物理网络为external(和前面的配置一致,否则报错),网络地址为10.10.10.0/24  
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创建路由器,把vlan网络和外部网络连通  
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我们的网络环境就准备好了。

3.测试网络

创建3个实例,2个选择vlan100网络,1个选择vlan101网络。  
其中:test1、test3被调度到compute1节点,test2被调度到compute2节点。  
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查看网络拓扑。两个vlan网络均通过路由器连接到了外网,并且两个vlan网络也通过路由器连接。所以理论上test1、test2、test3能互通,并且也能连通外部网络。  
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为了保证外部能ping通以及能ssh登陆到实例,需要在安全组那加两条规则  
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下面测试网络的连通性:

同一VLAN:172.16.100.13 ping 172.16.100.14 
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不同VLAN:172.16.100.13 ping 172.16.101.13 
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外网:172.16.100.13 ping 10.10.10.100 (确保外网相同网段有一台机器)  
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查看各个节点上面的虚拟网络设备

controller节点  
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compute1节点  
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compute2节点  
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controller节点1个Router、2个DHCP分别在各自的namespace下  
可以通过exec查看router细节  
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router的iptables  
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可以通过exec查看dhcp细节  
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再看下详细的网络结构  
controller节点 
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compute节点  
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如果需要从外部网络访问虚拟机,则要添加Floating IP  
test1添加floating IP为10.10.10.11  
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测试网络连通:  
外网:10.10.10.100 ping 10.10.10.11  
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外网:10.10.10.100 ssh登录到 10.10.10.11  
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查看controller节点router的变化  
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iptables  
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了解OVS如何实现VLAN隔离

Open vSwitch 通过 flow rule(流规则)来指定如何对进出 br-int 的数据进行转发,进而实现 vlan 之间的隔离。当数据进出 br-int 时,flow rule 可以修改、添加或者剥掉数据包的 VLAN tag,Neutron 负责创建这些 flow rule 并将它们配置到 br-int,br-eth1 等 Open vSwitch 上。 
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br-eth1 上配置了四条 rule,每条 rule 有不少属性,其中比较重要的属性有:

  • priority:rule 的优先级,值越大优先级越高。Open vSwitch 会按照优先级从高到低应用规则。
  • in_port:inbound 端口编号,每个 port 在 Open vSwitch 中会有一个内部的编号。可以通过命令ovs-ofctl show 查看 port 编号。比如 br-eth1:eth1 编号为 1;phy-br-eth1 编号为 2。
  • dl_vlan:数据包原始的 VLAN ID。 
  • actions:对数据包进行的操作。 
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br-eth1 跟 VLAN 相关的 flow rule 是前面两条。清晰起见,我们只保留重要的信息,如下: 
priority=4,in_port=2,dl_vlan=1 actions=mod_vlan_vid:100,NORMAL 
priority=4,in_port=2,dl_vlan=5 actions=mod_vlan_vid:101,NORMAL

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第一条的含义是:从 br-eth1 的端口 phy-br-eth1(in_port=2)接收进来的包,如果 VLAN ID 是 1(dl_vlan=1),那么需要将 VLAN ID 改为 100(actions=mod_vlan_vid:100)

再看br-int的 flow rule 
ovs-ofctl dump-flows br-int 
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priority=3,inport=2,dl_vlan=100 actions=mod_vlan_vid:1,NORMAL 
priority=3,inport=2,dl_vlan=101 actions=mod_vlan_vid:2,NORMAL 
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含义:从物理网卡接收进来的数据包,如果 VLAN 为 100,则改为内部 VLAN 1;从物理网卡接收进来的数据包,如果 VLAN 为 101,则将为内部 VLAN 2

这样我们就创建并且测试了Open vSwitch+vlan网络,验证了网络的连通性。并对Neutron虚拟网络实现的细节进行了描述,希望对大家有帮助。

在Neutron的学习总结过程中,参考了网络上面的大量有价值的文档,在这里对无私分享的同学们表示衷心感谢!尤其是《每天5分钟学习OpenStack》,写的非常详细,本篇文档主要参考了里面的内容,在这里重点推荐:)。


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