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DevOps

Openstack學習與介紹系列 第 7

DAY7 Openstack 雜記

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最近在加裝新的compute node上去,遇到了一些問題。尚未解決。

Neutron 簡介 :

https://www.ibm.com/developerworks/cn/cloud/library/cl-openstack-neutron/index.html

可以开发一个不包含任何特定于网络的功能的、可弹性扩展的工作负载管理系统。当然,计算节点需要在彼此之间建立连接,并能访问外部世界,但它也可以利用现有的网络基础架构来分配 IP 地址和在节点之间传输数据。在多租户环境中,这样一种方法的最大问题是,已有的网络管理系统无法高效、安全地在用户之间隔离流量 — 这同时也是构建公共和私有云的组织面临的一个巨大问题。
OpenStack 解决此问题的一种方式是,构建一个详尽的网络管理堆栈,用它来处理所有网络相关请求。此方法面临的挑战是,每个实现都可能拥有一组独特的需求,包括与其他各种各样的工具和软件的集成。
OpenStack 因此采取了创建抽象层的方法,这个抽象层被称为 OpenStack Networking,可容纳大量处理与其他网络服务的集成的插件。它为云租户提供了一个应用编程接口 (API),租户可使用它配置灵活的策略和构建复杂的网络拓扑结构 — 例如用它来支持多级 Web 应用程序。
OpenStack Networking 支持使用第三方编写插件来引入高级网络功能,比如 L2-in-L3 隧道和端到端服务质量支持。它们还可以创建网络服务,比如负载平衡、虚拟专用网或插入 OpenStack 租户网络中的防火墙。
在过去,OpenStack 的网络组件位于 OpenStack Nova (Compute) 项目中。其中大部分组件被拆分为一个包含 Folsom 版的单独项目。这个新项目最初称为 Quantum,但后来重命名为 Neutron,以避免与公司 Quantum Corporation 的任何商标混淆。所以,如果看到 OpenStack Networking 参考资料中同时出现了名称 Nova、Quantum 和 Neutron,不要感到奇怪。

模型

OpenStack Networking API 基于一个简单的模型(包含虚拟网络、子网和端口抽象)来描述网络资源。网络是一个隔离的 2 层网段,类似于物理网络世界中的虚拟 LAN (VLAN)。更具体来讲,它是为创建它的租户而保留的一个广播域,或者被显式配置为共享网段。网络也是 Neutron API 的主要目标。换句话说,端口和子网始终被分配给某个特定的网络。
子网是一组 IPv4 或 IPv6 地址以及与其有关联的配置。它是一个地址池,OpenStack 可从中向虚拟机 (VM) 分配 IP 地址。每个子网指定为一个无类别域间路由 (Classless Inter-Domain Routing) 范围,必须与一个网络相关联。除了子网之外,租户还可以指定一个网关、一个域名系统 (DNS) 名称服务器列表,以及一组主机路由。这个子网上的 VM 实例随后会自动继承该配置。
端口是一个虚拟交换机连接点。一个 VM 实例可通过此端口将它的网络适配器附加到一个虚拟网络。在创建之后,一个端口可从指定的子网收到一个固定 IP 地址。API 用户可从地址池请求一个特定的地址,或者 Neutron 可以分配一个可用的 IP 地址。OpenStack 还可以定义接口应使用的媒体访问控制地址。在取消分配该端口后,所有已分配的 IP 地址都会被释放并返回到地址池。

插件

最初的 OpenStack Compute 网络实现采用了一种基本模型,通过 Linux® VLAN 和 IP 表执行所有隔离操作。OpenStack Networking 引入了插件的概念,插件是 OpenStack Networking API 的一种后端实现。插件可使用各种不同的技术来实现逻辑 API 请求。
一些 OpenStack Networking 插件可能使用基本的 Linux VLAN 和 IP 表。这些插件对于小型和简单的网络通常已经足够,但更大型的客户可能拥有更复杂的需求,涉及到多级 Web 应用程序和多个私有网络之间的内部隔离。它们可能需要自己的 IP 地址模式(这可能与其他租户使用的地址重复)— 例如,用来允许应用程序在无需更改 IP 地址的情况下迁移到云中。在这些情况下,可能需要采用更高级的技术,比如 L2-in-L3 隧道或 OpenFlow。
插件架构使云管理员可以非常灵活地自定义网络的功能。第三方可通过 API 扩展提供额外的 API 功能,这些功能最终会成为核心 OpenStack Networking API 的一部分。
Neutron API 向用户和其他服务公开虚拟网络服务接口,但这些网络服务的实际实现位于一个插件中,插件向租户和地址管理等其他服务提供了隔离的虚拟网络。任何人都应该能够通过 Internet 访问 API 网络,而且该网络实际上可能是外部网络的一个子网。前面已经提到过,Neutron API 公开了一个网络连接模型,其中包含网络、子网和端口,但它并不实际执行工作。Neutron 插件负责与底层基础架构交互,以便依据逻辑模型而传送流量。
现在已有大量包含不同功能和性能参数的插件,而且插件数量仍在增长。目前包含以下插件:
Open vSwitch
Cisco UCS/Nexus
Linux Bridge
Nicira Network Virtualization Platform
Ryu OpenFlow Controller
NEC OpenFlow
云管理员可自行选择插件,他们可评估各个选项并根据具体的安装需求而调整它们。

架构

neutron-server 是 OpenStack Networking 服务器的主要流程。它是一个 Python 后台进程,将用户请求从 OpenStack Networking API 中继到配置的插件。OpenStack Networking 还包含 3 个代理,它们通过消息队列或标准 OpenStack Networking API 与主要 Neutron 进程交互:
neutron-dhcp-agent 向所有租户网络提供动态主机配置协议 (Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP) 服务。
neutron-l3-agent 执行 L3/网络地址转换 (Network Address Translation) 转发,以支持网络网络访问租户网络上的 VM。
一个特定于插件的可选代理 (neutron-*-agent) 在每个虚拟机管理程序上执行本地虚拟交换机配置。
一定要知道 OpenStack Networking 与其他 OpenStack 组件之间的交互方式。与其他 OpenStack 项目一样,OpenStack Dashboard (Horizon) 提供了图形用户界面,以便管理员和租户用户能够访问功能 — 在这里,是访问用来创建和管理网络服务的功能。这些服务也依照 OpenStack Identity (Keystone) 对所有 API 请求执行身份验证和授权。
与 OpenStack Compute (Nova) 的集成更加特殊。Nova 启动了一个虚拟实例时,该服务会与 OpenStack Networking 通信,将每个虚拟网络接口插入到一个特定的端口中。


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