详解OpenStack云平台的网络模式及其工作机制
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2021-01-10
01:43:16
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详解详解OpenStack云平台的网络模式及其工作机制云平台的网络模式及其工作机制
网络，是OpenStack的部署中最容易出问题的，也是其结构中难以理清的部分。经常收到关于OneStack部署网络方面问题和
OpenStack网络结构问题的邮件。下面根据自己的理解，谈一谈OpenStack的虚拟网络、网络拓扑和网络流。个人理解有限，
仅抛砖引玉，有问题请指正，谢谢。
一、相关概念和要点（可跳过）一、相关概念和要点（可跳过）
1、OpenStack中nova-network的作用
OpenStack平台中有两种类型的物理节点，控制节点和计算节点。控制节点包括网络控制、调度管理、api服务、存储卷管
理、数据库管理、身份管理和镜像管理等，计算节点主要提供nova-compute服务。控制节点的服务可以分开在多个节点，我
们把提供nova-network服务的节点称为网络控制器。
OpenStack的网络由nova-network（网络控制器）管理，它会创建虚拟网络，使主机之间以及与外部网络互相访问。
OpenStack的API服务器通过消息队列分发nova-network提供的命令，这些命令之后会被nova-network处理，主要的操作有：
分配ip地址、配置虚拟网络和通信。
区分以下两个概念：控制节点和网络控制器
在最简单的情况下，所有服务都部署在一个主机，这就是all-in-one；
稍微复杂点，除了nova-compute外所有服务都部署在一个主机，这个主机进行各种控制管理，因此也就是控制节点（本文把2
个或以上节点的部署都称为“多节点”）；
但是，很多情况下（比如为了高可用性），需要把各种管理服务分别部署在不同主机（比如分别提供数据库集群服务、消息队
列、镜像管理、网络控制等）。这个时候网络控制器（运行nova-network）只是控制节点群中的一部分。
2、、OpenStack中中network的的2种种ip、、3种管理模式种管理模式
Nova有固定IP和浮动IP的概念。固定IP被分发到创建的实例不再改变，浮动IP是一些可以和实例动态绑定和释放的IP地址。
Nova支持3种类型的网络，对应3种“网络管理”类型：Flat管理模式、FlatDHCP管理模式、VLAN管理模式。默认使用VLAN摸
式。
这3种类型的网络管理模式，可以在一个ОpenStack部署里面共存，可以在不同节点不一样，可以进行多种配置实现高可用
性。
简要介绍这3种管理模式，后面再详细分析。
Flat（扁平）： 所有实例桥接到同一个虚拟网络，需要手动设置网桥。
FlatDHCP： 与Flat（扁平）管理模式类似，这种网络所有实例桥接到同一个虚拟网络，扁平拓扑。不同的是，正如名字的区
别，实例的ip提供dhcp获取（nova-network节点提供dhcp服务），而且可以自动帮助建立网桥。
VLAN： 为每个项目提供受保护的网段（虚拟LAN）。
二、二、3种网络模式的工作机制种网络模式的工作机制
Flat模式模式
1）指定一个子网，规定虚拟机能使用的ip范围，也就是一个ip池（
分配ip不会超过这个范围，也就是配置里面的fixed_range，比如10.0.0.1/27，那么可用ip就有32个；
这个网络是可以改变的，比如配置好节点nova.conf和interfaces后，nova-manage network delete 10.0.0.1/27 1 32；nova-
manage network create192.168.1.0/24 1 255
2）创建实例时，从有效ip地址池接取一个IP，为虚拟机实例分配，然后在虚拟机启动时候注入虚拟机镜像（文件系统）；
3）必须手动配置好网桥（br100），所有的系统实例都是和同一个网桥连接；网桥与连到网桥的实例组成一个虚拟网
络，nova-network所在的节点作为默认网关。比如flat_interface=eth1;eth1的ip为10.0.0.1，其它网络ip在10.0.0.1/27内。flat
interface–>br100–>flat network
4）此后，网络控制器（nova-network节点）对虚拟机实例进行NAT转换，实现与外部的通信。
注意：目前好像配置注入只能够对Linux类型的操作系统实例正常工作，网络配置保存在/etc/network/interfaces文件。
Flat DHCP模式模式
与Flat模式一样，从ip池取出ip分配给虚拟机实例，所有的实例都在计算节点中和一个网桥相关。不过，在这个模式里，控制
节点做了更多一些的配置，尝试和以太网设备(默认为eth0)建立网桥，通过dhcp自动为实例分配flat网络的固定ip，可以回收释
放ip。
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