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DAY 18
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DevOps

在OpenStack Neutron的ovn-networking裡挖呀挖呀挖系列 第 18 篇

Day-18: VLAN Tenant Network

15th鐵人賽
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昨天透過Flat Network，讓VM可以與實體網路互通。但使用Flat Network有一個最大的限制，就是一個Flat Network一定會拿一個NIC做為bridge的Port。舉例來說，昨天我們就拿eth2做為flat0 這個Flat Network的介面，如果要再建立第二個Flat Network，就必需再安裝一個未使用的NIC，這樣會非常沒有彈性。另一個缺點則是，使用同一個Flat Network的設備，不論是VM還是實體主機，都能互相通訊，雖然非常方便，但也有非常大的風險。基於這二個原因，一般來說，如果要和實體網路相連，通常不會採用Flat Netwrok，而是會採用另一種非常類似的VLAN Network。

採用VLAN Network，第一個優點是可以在同一個NIC上傳送多個不同VLAN Network的封包；第二，在真正的Production機房，大多會讓不同設備處在不同的VLAN，一旦採用VLAN Network，就可以VM與在不同的VLAN上的設備溝通，以達到安全的隔離。

Neutron VLAN configuration

如果是用Day-15: 多節點的OpenStack環境的操作建立的OpenStack,我們只有啟用geneve與flat二種Network，是無法使用VLAN Network。可以依照今天提供的Vagrantfile再重新安裝一次。今天修改後的packstack參數如下。差別--os-neutron-ml2-type-drivers 與 --os-neutron-ml2-vlan-ranges 加上VLAN的設定。

packstack                                                        \
	--nova-libvirt-virt-type=kvm                                 \
	--keystone-admin-passwd=password                             \
	--os-debug-mode=y                                            \
	--provision-demo=n                                           \
	--os-cinder-install=n                                        \
	--os-swift-install=n                                         \
	--os-aodh-install=n                                          \
	--os-ceilometer-install=n                                    \
	--os-horizon-install=n                                       \
	--os-neutron-ml2-type-drivers=flat,vlan                      \
	--os-neutron-ml2-vlan-ranges=flat0:3001:4000                 \
	--os-neutron-ml2-flat-networks=*                             \
	--os-neutron-ml2-tenant-network-types=' '                    \
	--os-neutron-ml2-mechanism-drivers=ovn                       \
	--os-neutron-l2-agent=ovn                                    \
	--os-neutron-ovn-bridge-mappings=extnet0:br-ex,flat0:br-eth2 \
	--os-neutron-ovn-bridge-interfaces=br-ex:eth0,br-eth2:eth2   \
	--os-neutron-ovn-bridges-compute=br-eth2                     \
	--os-neutron-ovn-tunnel-if=eth1                              \
	--os-controller-host=192.168.33.10                           \
	--os-network-hosts=192.168.33.10                             \
	--os-compute-hosts=192.168.33.20,192.168.33.30               \
	--install-hosts=192.168.33.10,192.168.33.20,192.168.33.30

若不想重新建立新的測試環境，其實也可以直接修改Neutron的設定檔，修改network-controller節點的/etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini 加上如下設定，啟用VLAN driver，並設定對應的實體網路名稱後，再重啟neutron server也可益達到相同的結果。

[ml2]
type_drivers=flat,vlan,geneve
...


[ml2_type_vlan]
network_vlan_ranges=flat0:3001:4000

flat0:3001:4000的數字代表建立VLAN時，若無指定VLAN ID，會從這個區段找一個來做為VLAN ID

systemctl restart  neutron-server.service

建立 VLAN Tenant Network

gh

  1. 建立 VLAN Tenant Network
openstack network create --provider-network-type vlan --provider-physical-network flat0 --provider-segment 100 n1
openstack subnet create --subnet-range 172.16.100/24 --network n1 n1subnet
  1. 建立server group
openstack server group create --policy affinity      odd_affinity
openstack server group create --policy anti-affinity odd_anti_affinity
  1. 建立instance
IMAGE_ID=$(openstack image show cirros --format json | jq -r .id)
AFFINITY_ID=$(openstack server group show  odd_affinity  --format json | jq -r .id)
ANTI_AFFINITY_ID=$(openstack server group show  odd_anti_affinity --format json | jq -r .id)

openstack server create --nic net-id=n1,v4-fixed-ip=172.16.100.10 --flavor m1.nano --image $IMAGE_ID --hint group=$AFFINITY_ID      vm_1
openstack server create --nic net-id=n1,v4-fixed-ip=172.16.100.20 --flavor m1.nano --image $IMAGE_ID --hint group=$ANTI_AFFINITY_ID vm_2
  1. 確認建立二個VM，分別在不同的compute node。
openstack server list --long -c Name -c Status -c Host -c "Power State"

+------+--------+-------------+------------+
| Name | Status | Power State | Host       |
+------+--------+-------------+------------+
| vm_2 | ACTIVE | Running     | compute-02 |
| vm_1 | ACTIVE | Running     | compute-01 |
+------+--------+-------------+------------+
  1. 查看OpenStack上Network 與 Port的資訊，確實與圖中預期要建立的長像是相同的
# Network
openstack network  list --long -c ID -c "Network Type" | abbrev

+--------+--------------+
| ID     | Network Type |
+--------+--------------+
| a8877b | vlan         |
+--------+--------------+

openstack port  list --long -c ID -c "Fixed IP Addresses" -c "Device Owner" | abbrev

+--------+------------------------------------------------+---------------------+
| ID     | Fixed IP Addresses                             | Device Owner        |
+--------+------------------------------------------------+---------------------+
| 193921 | ip_address='172.16.100.10', subnet_id='ec52a9' | compute:nova        |
| eca1f0 | ip_address='172.16.100.20', subnet_id='ec52a9' | compute:nova        |
| 7b8408 | ip_address='172.16.100.2' , subnet_id='ec52a9' | network:distributed |
+--------+------------------------------------------------+---------------------+

OpenStack 與OVN 元件關係

gh

查看North Bound DB的情況，與Day-17: Flat Tenant Network#OpenStack 與OVN 元件關係相比，完全都相同，就不在重複，讓大家自己練習解讀。唯一的差別就在於，VLAN Network的localnet port，會有一個tag屬性，代表這個VLAN ID。

ovn-nbctl show| abbrev

switch 10b5d2 (neutron-a8877b) (aka n1)
    port 7b8408
        type: localport
        addresses: ["fa:16:3e:87:29:42 172.16.100.2"]
    port provnet-32ddcf
        type: localnet
        tag: 100
        addresses: ["unknown"]
    port 193921
        addresses: ["fa:16:3e:6f:c5:bc 172.16.100.10"]
    port eca1f0
        addresses: ["fa:16:3e:73:c1:44 172.16.100.20"]

OVN logical switch 和 compute node的關係

一旦二個VM建立後，我們檢查二個節點上的bridge長像，和使用Flat Network時是完全相同。這部份就也讓大家自行複習。

這裡的eth2是用來傳送有VLAN Network的封包，eth2可以傳送多個VLAN的封包，所以，在真正的情境下，實體交換機與eth2相連的port，必需設為trunk port。

gh

連通性討論

最後，我們來看一下，由VM送出來的封包，是沒有VLAN ID的封包。而且，也和Flat Network相同，跨節點的傳輸，是經由eth2，而不是由eth1的geneve tunnel。

ovs-tcpdump -n -i tapbc3d8ce1-fb-8b icmp
12:30:21.327297 IP 172.16.100.10 > 172.16.100.20: ICMP echo request, id 29072, seq 1, length 64
12:30:21.328875 IP 172.16.100.20 > 172.16.100.10: ICMP echo reply, id 29072, seq 1, length 64

最後在eth2得到的，會是帶有VLAN 100的封包。

tcpdump -i eth2  -nn -e vlan

07:46:26.317437 fa:16:3e:f8:a7:fe > fa:16:3e:3a:64:cc, ethertype 802.1Q (0x8100), length 102: vlan 100, p 0, ethertype IPv4, 172.16.100.10 > 172.16.100.20: ICMP echo request, id 63195, seq 1, length 64

07:46:26.319151 fa:16:3e:3a:64:cc > fa:16:3e:f8:a7:fe, ethertype 802.1Q (0x8100), length 102: vlan 100, p 0, ethertype IPv4, 172.16.100.20 > 172.16.100.10: ICMP echo reply, id 63195, seq 1, length 64

gh

我們只建了一個VLAN ID是100的Network，你們也可以自己建立另一個使用不同VLAN ID的VLAN Network。再eth2再試著抓封包，可以看到會有另一個VLAN的封包在eth2上。這就讓大家自行練習吧。


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在OpenStack Neutron的ovn-networking裡挖呀挖呀挖 共 30 篇
  1. 26
    Day-26: Network HA 模式下的 Floating IP
  2. 27
    Day-27: Distributed Floating IP
  3. 28
    Day-28: Neutron Trunking
  4. 29
    Day-29: Trunking的連通性
  5. 30
    Day 30: OpenStack OVN 網路架構總結
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