2023學(xué)年完整公開課版2Neutron網(wǎng)絡(luò)詳解

Neutron網(wǎng)絡(luò)詳解1任務(wù)描述華云數(shù)據(jù)集團承建無錫地鐵云計算平臺，通過應(yīng)用虛擬化技術(shù)和云計算平臺來整合內(nèi)部IT系統(tǒng)，實現(xiàn)資源統(tǒng)籌管理，提升現(xiàn)有資源的可靠性和可用性，大幅度節(jié)約企業(yè)硬件成本和管理成本，提高資源使用率，為應(yīng)用提供動態(tài)、靈活、彈性、虛擬、共享和高效的資源服務(wù)，以加快生產(chǎn)和開發(fā)的效率，滿足無錫地鐵信息化建設(shè)構(gòu)建統(tǒng)一管理平臺的發(fā)展需求。在無錫地鐵云計算平臺的規(guī)劃設(shè)計中，華云數(shù)據(jù)集團采用Neutron服務(wù)作為云平臺的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，提供網(wǎng)絡(luò)管理功能。本節(jié)主要學(xué)習(xí)Neutron網(wǎng)絡(luò)詳解。目錄Neutron底層網(wǎng)絡(luò)Neutron組網(wǎng)模型2Neutron底層網(wǎng)絡(luò)3在實際使用過程中Neutron主要向用戶提供如下幾種網(wǎng)絡(luò)虛擬化。2層到7層網(wǎng)絡(luò)的虛擬化：L2（virtualswitch）、L3（virtualRouter和LB）、L4-7（virtualFirewall）等。網(wǎng)絡(luò)連通性：2層網(wǎng)絡(luò)和3層網(wǎng)絡(luò)、租戶隔離性、網(wǎng)絡(luò)安全性、網(wǎng)絡(luò)擴展性、RESTAPI及更高級的服務(wù)，包括LBaaS、FWaaS、VPNaaS等。網(wǎng)絡(luò)提供：主要提供一個隔離的2層網(wǎng)段，在2層網(wǎng)段中，內(nèi)部存在一個自身內(nèi)部租戶創(chuàng)建產(chǎn)生的廣播域或者對外提供的共享標記。在創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)時，需要加上創(chuàng)建用戶的權(quán)限，可以分為Providernetwork和TenantNetwork兩種。4在Providernetwork中，網(wǎng)絡(luò)均由管理員創(chuàng)建，對應(yīng)于數(shù)據(jù)中心以后的物理網(wǎng)絡(luò)中的一個網(wǎng)段，常見的創(chuàng)建為provider:network_type（網(wǎng)絡(luò)類型，包括VXLAN、GRE、VLAN、FLAT、local），當然這種網(wǎng)絡(luò)僅僅只是作為租戶或者租戶之間共享的網(wǎng)絡(luò)，并不需要L3agent。在租戶網(wǎng)絡(luò)（TenantNetwork）中，網(wǎng)絡(luò)均是由租戶的普通用戶創(chuàng)建，默認情況下租戶是不能創(chuàng)建共享的網(wǎng)絡(luò)的，所以要保證租戶之間的網(wǎng)絡(luò)隔離，不被其他租戶發(fā)現(xiàn)和使用。在tenantnetwork中也有l(wèi)ocal、flat、vlan、gre和VXLAN等類型。但是，tenant普通用戶創(chuàng)建的Flat和VLAN的tenantnetwork實際還是Providernetwork（屬于某一個實際物理網(wǎng)段），所以真正產(chǎn)生Tenantnetwork的為GRE和VXLAN，這種和物理網(wǎng)絡(luò)沒有任何的聯(lián)系。Neutron底層網(wǎng)絡(luò)5Providernetwork與TenantNetwork的關(guān)系如下圖所示。Neutron底層網(wǎng)絡(luò)6Flat（DHCP）技術(shù)：openstack中最簡單的網(wǎng)絡(luò)模型，所有的虛擬機共用一個私有IP段，相當于大家都處于一個局域網(wǎng)中，IP地址在虛擬機啟動時完成注入，網(wǎng)絡(luò)模型如右圖所示。FlatDHCP組網(wǎng)模式與Flat的區(qū)別就在于其開啟了DHCP功能，虛擬機通過DHCP消息獲得IP地址（DHCPAgent）。Neutron組網(wǎng)模型7VLAN技術(shù)：VLAN是一種將局域網(wǎng)（LAN）設(shè)備從邏輯上劃分（注意，不是從物理上劃分）成一個個網(wǎng)段（或者說是更小的局域網(wǎng)LAN），從而實現(xiàn)虛擬工作組（單元）的數(shù)據(jù)交換技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)模型如圖6-11所示。VLAN技術(shù)的好處主要有三個：(1)端口的分隔。即便在同一個交換機上，處于不同VLAN的端口也是不能通信的。這樣一個物理的交換機可以當作多個邏輯的交換機使用。(2)網(wǎng)絡(luò)的安全。不同VLAN不能直接通信，杜絕了廣播信息的不安全性。(3)靈活的管理。更改用戶所屬的網(wǎng)絡(luò)不必換端口和連線，只更改軟件配置就可以了。Neutron組網(wǎng)模型8Neutron組網(wǎng)模型如下圖所示為VLAN網(wǎng)絡(luò)模型9overlay（GRE和VXLAN）技術(shù)：通過隧道的方式建立通信。其中VXLAN將虛擬機發(fā)出的數(shù)據(jù)包封裝在UDP中，并使用物理網(wǎng)絡(luò)的IP/MAC作為outer-header進行封裝，然后在物理IP網(wǎng)上傳輸，到達目的地后由隧道終結(jié)點解封并將數(shù)據(jù)發(fā)送給目標虛擬機，網(wǎng)絡(luò)模型如下圖所示。GRE是在L3上面包裝L3，封裝在IP報文中，建立點對點隧道進行通信。相對VLAN而言，引入overlay模型主要解決了以下問題：1）租戶數(shù)量從4K增加到16million；2）租戶內(nèi)部通信可以跨越任意IP網(wǎng)絡(luò)，支持虛擬機任意遷移；3）一般來說每個租戶邏輯上都有一