Neutron 介绍-谢先斌的博客

Neutron 介绍

发布时间： 2015-11-21 更新时间： 2024-09-22 总字数：1722 阅读时间：4m 作者：谢先斌 IP上海

OpenStack Neutron 是一种 SDN（Software Defined Network）实现。Neutron发展历史：nova-network -> Quantum(F，因其他公司冲突改名) -> Neutron(H)

网络虚拟化基础

Linux net namespace：用来实现隔离的一套机制，不同 namespace 中的资源之间彼此不可见
bridge：网桥，Linux中用于表示一个能连接不同网络设备的虚拟设备，linux中传统实现的网桥类似一个hub设备，而 ovs 管理的网桥一般类似交换机
VETH：虚拟ethernet接口，通常以pair的方式出现，一端发出的网包，会被另一端接收，可以形成两个网桥之间的通道
TAP：模拟一个二层的网络设备，可以接受和发送二层网包
TUN：模拟一个三层的网络设备，可以接受和发送三层网包
iptables：Linux 上常见的实现安全策略的防火墙软件
网络相关
- GRE(General Routing Encapsulation)：一种通过封装来实现隧道的方式。在 OpenStack 中一般是基于L3的gre，即original pkt/GRE/IP/Ethernet
- VLan：虚拟 Lan，同一个物理 Lan 下用tag实现隔离，可用标号为1-4094
- VXLAN：一套利用 UDP 协议作为底层传输协议的 Overlay 实现。一般认为作为 VLan 技术的延伸或替代

根据可见访问不同分为：

根据网络类型不同分：

Local network（本地网络）：一个只允许在本服务器内通信的虚拟网络，不进行跨服务器的通信。主要用于单节点上测试。
Flat network：不使用 tag 的物理网络实现（一对一）的虚拟网络，可以跨节点通信。
GRE network（通用路由封装网络）：一个使用 GRE 封装网络包的虚拟网络。GRE 封装的数据包基于 IP 路由表来进行路由，因此 GRE network 不和具体的物理网络绑定。
VLAN network（虚拟局域网）：基于物理 VLAN 网络实现的虚拟网络。共享同一个物理网络的多个 VLAN 网络是相互隔离的，甚至可以使用重叠的 IP 地址空间。每个支持 VLAN network 的物理网络可以被视为一个分离的 VLAN trunk，它使用一组独占的 VLAN ID。有效的 VLAN ID 范围是 1 到 4094。
VXLAN network（虚拟可扩展网络）：基于 VXLAN（通过UDP包封装）实现的虚拟网络。同 GRE network 一样， VXLAN network 中 IP 包的路由也基于 IP 路由表，也不和具体的物理网络绑定。
GRE network：基于 tunnel 技术的 overlay网络，通过IP包封装实现。

网络设备名称说明：

qbr(quantum bridge, neutron 沿用了 Quantum 的叫法，下同): Linux Bridge，OpenStack 早期安全组通过 iptables 实现；iptables 只能用于 Linux Bridge 而非 OVS bridage
qvb(quantum veth-pair Linux-bridge-side)：Linux veth pair 用来连接 Linux 桥 qbr
qvo(quantum veth-pair OpenvSwitch-size)：Linux veth pair 用来连接 集成网桥(br-int)。集成网桥上的 qvo 端口有一个内部 VLAN 标签，当数据包到达集成网桥的时候自动贴到数据包头部的

计算节点：

br-int：bridge-integration，集成网桥 是 OpenvSwitch 虚拟化出来的网桥，起到虚拟交换机的功能，主要职责：
- 把其所在 计算节点 上的 VM 都连接到该虚拟交换机上，然后利用 br-tun 的隧道功能，实现不同 计算节点 上的 VM 连接在同一个逻辑上的 虚拟交换机 上的功能
- 对运行在计算节点上实例的流量执行 VLAN 标记和取消标记
br-tun：bridge-tunnel，隧道网桥 也是 OpenvSwitch 虚拟化出来的网桥，起到 GRE 隧道层的功能，实现网络节点和计算节点、计算节点和计算节点的互通
- 根据 OpenFlow 规则将 VLAN 标记的流量从 集成网桥(br-int) 转换为隧道 ID。它允许不同网络的实例彼此进行通信，它支持两层网络，即 GRE 和 VXLAN
- 基于隧道技术的 VxLAN 和 GRE 网络将使用该网桥进行通信

网络节点：

br-ex：bridge-external，外部网桥 通常表示负责跟外部网络通信的网桥（以混杂模式加载在物理网卡上），以允许 VM 和外部网络自由通信（VM 分配 float-ip）
br-int：bridge-integration，集成网桥 是 OpenvSwitch 虚拟化出来的网桥，起到虚拟交换机的功能，还实现：
- router 功能
- dhcp 功能
br-tun：bridge-tunnel，隧道网桥 和计算节点上的网络的功能一致

Neutron Routers are realized in OpenVSwitch