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OpenStack之网络服务(Neutron)
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2024-01-13
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OpenStack之网络服务(Neutron)
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网络设备 功能简介
网桥
(Bridge)
网桥类似于交换机,用于连接不同的网络设备。Neutron把网桥分为内部网桥(bridge-
internal, br-int)和外部网桥(bridge-external, ex-int)两类。内部网桥即实现内部网
络功能的网桥。外 部网桥即负责跟外部网络通信的网桥
网络
(Network)
一个隔离的二层网段,类似于一个虚拟局域网(Virtual Local Area Network, VLAN)。
网络之 间是隔离的,不同网络中的IP地址可以重复。子网和端
☐
都挂接在某个网络上
子网
(Subnet)
子网是一个IPv4或者IPv6段。子网中的云主机的IP地址从该地址段中进行分配。子
网必须关联 一个网络。网络与地址子网是一对多关系,一个子网只能属于某个网络;一
个网络可以有多个 子网
端
☐
(Port)
端
☐
可以看作虚拟交换机上的一个端
☐
。端
☐
上定义了硬件物理地址(MAC地址)和IP
地址, 当云主机的虚拟网卡(Virtual Interface,VIF)绑定到某个端
☐
时,端
☐
就会将MAC
地址和IP地 址分配给虚拟网卡。子网与端
☐
是一对多关系,一个端
☐
必须属于某个子
网 一个子网可以有多 个端
☐
模块 功能介绍
neutron-
server
Neutron的服务模块,对外提供OpenStack网络API,接收请求,并调用插件处理请求
neutron-
plugin
Neutron的插件对应某个具体功能,各个厂商可以开发自己的插件放入Neutron中。插
件做的事 情主要有两件:在数据库中创建资源和发送请求给具体的"neutron-agent"
neutron-
agent
Neutron的代理可以理解为插件在物理设备上的对应代理,插件要实现具体功能必须
要通过代理。代理接收到"neutron-plugin"通知的业务操作和参数,然后在网络提供者
(如一块真实的网卡)上实现各种网络功能,如创建网络、子网、网桥等。当设备发生问
题时,"neutron-agent"会将情况通知给"neutron-plugin"
#OpenStack之网络服务(Neutron)
一)基本概念
在早期的OpenStack中,网络是由Nova的“nova-network”模块实现的。之后随着网络功能日趋复杂,一
个叫作Quantum的新项目被创建来替代“nova-network”模块,它就是Neutron的前身。其后,由于发现
Quantum这一名称已经被注册,因此项目被改名为Neutron。Neutron在OpenStack的H版本中首次出
现。
1、虚拟网络设备
Neutron是OpenStack云计算平台的核心组件之一,负责虚拟网络设备的创建和管理。这些虚拟的网络
设备包括网桥、网络、端口等。
二)Neutron的组件架构
1、Neutron的模块构成
Neutron由对外提供服务的Neutron服务模块“neutron-server”、任意数量的插件“neutron-plugin”和与
插件相对应的代理“neutron-agent”组成。
2、Neutron的网络分层模型
开放系统互连(Open System Interconnection,OSI)参考模型定义了著名的七层网络模型,Neutron
在其第二层到第七层都提供了插件来支持各种不同的网络设备和网络服务。这些插件按照其功能分为两
类:核心插件(Core-plugin)和服务插件(Service-pluging)。
(1)核心插件
Neutron中的核心插件即为二层模块(Modular Layer 2,ML2),它负责管理OSI第二层的网络连接。
ML2中主要包括网络、子网、端口这3类核心资源。在Neutron服务中必须包括核心插件,因此在
Neutron配置文件中必须配置ML2,否则无法启动Neutron服务。
(2)服务插件
服务插件是除核心插件以外其他的插件的统称,主要实现OSI模型的第三层到第七层的网络服务。与核心
插件不同的是,服务插件通常不会影响Neutron服务运行,因此在Neutron的配置文件中可以不用配置
此类插件的信息。
三)Neutron的基本工作流程
第1步,“neutron-server”服务模块收到要创建虚拟网络的请求,然后将该请求通过消息队列通知给
对应的“neutron-plugin”插件,假设网络提供者为开放虚拟交换机(Open vSwitch,OVS),那么
这里的插件对应的就是OVS的插件。- 第2步,当OVS插件收到请求后,将需要创建的虚拟网络的信
息(名称、ID等)保存到数据库中并通过消息队列通知运行在各个节点上的 “neutron-agent”代
理。- 第3步,“neutron-agent”代理收到消息后会在节点上创建对应设备,例如VLAN设备。
四)Neutron支持的网络模式
1.Flat网络模式
扁平(Flat)网络模式在OSI模型第二层上用虚拟网桥建立了云主机网卡与物理网卡之间的联系,所有虚
拟机的网卡IP地址和物理机的网卡IP地址同处一个网段中。
在Flat网络模式中,由于云主机和物理机属于同一个网段,因此云主机和物理机可以直接通信。其缺点
是所有的云主机都在同一个网络内,没有进行网络隔离,容易产生广播风暴。而且每台虚拟机都要用到
宝贵的局域网IP地址资源,这就注定Flat网络模式的网络中能容纳的云主机数量不会太多。
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朽木8
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