Openstack之路（五）網絡服務Neutron

Neutron的概述

Openstack的網絡（Neutron），可以創建和附加其它的Openstack服務，網絡管理接口設備。插件可以被實現，以適應不同的網絡設備和軟件，提供靈活性，以開棧架構和部署。

Openstack的網絡（Neutron）管理虛擬網絡基礎架構（VNI），並在您的Openstack的環境中的物理網絡基礎架構（PNI）的接入層方面的所有網絡方面。開棧網絡允許租戶創建高級的虛擬網絡拓撲可包括服務，例如防火牆，負載均衡器，和虛擬專用網（***）。

Neutron基本概念

網絡

在普通人的眼裏，網絡就是網線和供網線插入的端口，一個盒子會提供這些端口。對於網絡工程師來說，網絡的盒子指的是交換機和路由器。所以在物理世界中，網絡可以簡單地被認爲包括網線，交換機和路由器。當然，除了物理設備，我們還有軟的物件：IP地址，交換機和路由器的配置和管理軟件以及各種網絡協議。Neutron網絡目的是劃分物理網絡，在多租戶環境下提供給每個租戶獨立的網絡環境。另外，Neutron提供API來實現這種目標。Neutron中“網絡”是一個可以被用戶創建的對象，如果要和物理環境下的概念映射的話，這個對象相當於一個巨大的交換機，可以擁有無限多個動態可創建和銷燬的虛擬端口。

子網

簡單地說，子網是由一組IP地址組成的地址池。不同子網間的通信需要路由器的支持，這個Neutron和物理網絡下是一致的。Neutron中子網隸屬於網絡。

端口

在物理網絡環境中，端口是用於連接設備進入網絡的地方。Neutron中的端口起着類似的功能，它是路由器和虛擬機掛接網絡的着附點。

路由

和物理環境下的路由器類似，Neutron中的路由器也是一個路由選擇和轉發部件。只不過在Neutron中，它是可以創建和銷燬的軟部件。

Neutron的組件

Neutron Server

可以理解爲一個專門用來接收Neutron REST API調用的服務器，然後負責將不同的REST API分發到不同的Neutron-Plugin上。

Neutron-Plugin

可以理解爲不同網絡功能實現的入口，各個廠商可以開發自己的plugin。Neutron-Plugin接收Neutron-Server分發過來的REST API，向neutron database完成一些信息的註冊，然後將具體要執行的業務操作和參數通知給自身對應的neutron agent。

Neutron-Agent

可以理解爲Neutron-Plugin在設備上的代理，接收相應的Neutron-Plugin通知的業務操作和參數，並轉換爲具體的設備級操作，以指導設備的動作。當設備本地發生問題時，Neutron-Agent會將情況通知給Neutron-Plugin。

Neutron Database

Neutron的數據庫，存放網絡狀態信息，包括Network，Subnet， Port，Router等。

Network Provider

實際執行功能的網絡設備，一般爲虛擬交換機（OVS或者Linux Bridge）

安裝配置控制節點

Neutron的安裝

創建數據庫，服務憑證和API端點

MariaDB [(none)]> create database neutron;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| glance             |
| information_schema |
| keystone           |
| mysql              |
| neutron            |
| nova               |
| nova_api           |
| performance_schema |
+--------------------+
8 rows in set (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> grant all on neutron.* to 'neutron'@'localhost' identified by 'neutron';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> grant all on neutron.* to 'neutron'@'%' identified by 'neutron';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> exit
Bye

獲得admin憑證來獲取只有管理員能執行的命令的訪問權限

[root@linux-node1 ~]# source admin-openrc

要創建服務證書，完成這些步驟

創建neutron用戶

[root@linux-node1 ~]# openstack user create --domain default --password-prompt neutron
User Password:
Repeat User Password:
+---------------------+----------------------------------+
| Field               | Value                            |
+---------------------+----------------------------------+
| domain_id           | default                          |
| enabled             | True                             |
| id                  | cb35cc907b04428c8425cdba65819dad |
| name                | neutron                          |
| password_expires_at | None                             |
+---------------------+----------------------------------+

添加admin角色到neutron用戶

[root@linux-node1 ~]# openstack role add --project service --user neutron admin

創建neutron服務實體

[root@linux-node1 ~]# openstack service create --name neutron \
--description "OpenStack Networking" network
+-------------+----------------------------------+
| Field       | Value                            |
+-------------+----------------------------------+
| description | OpenStack Networking             |
| enabled     | True                             |
| id          | c96abf0d2fe6402ebb55d8b3fdb95626 |
| name        | neutron                          |
| type        | network                          |
+-------------+----------------------------------+

創建網絡服務API端點

[root@linux-node1 ~]# openstack endpoint create --region RegionOne \
network public http://192.168.56.11:9696
+--------------+----------------------------------+
| Field        | Value                            |
+--------------+----------------------------------+
| enabled      | True                             |
| id           | 3723a017a5b84a0e85eb9e41329025f5 |
| interface    | public                           |
| region       | RegionOne                        |
| region_id    | RegionOne                        |
| service_id   | c96abf0d2fe6402ebb55d8b3fdb95626 |
| service_name | neutron                          |
| service_type | network                          |
| url          | http://192.168.56.11:9696        |
+--------------+----------------------------------+

[root@linux-node1 ~]# openstack endpoint create --region RegionOne \
network internal http://192.168.56.11:9696
+--------------+----------------------------------+
| Field        | Value                            |
+--------------+----------------------------------+
| enabled      | True                             |
| id           | 7d1b36d47ee9451e963b5d6f1b9c6337 |
| interface    | internal                         |
| region       | RegionOne                        |
| region_id    | RegionOne                        |
| service_id   | c96abf0d2fe6402ebb55d8b3fdb95626 |
| service_name | neutron                          |
| service_type | network                          |
| url          | http://192.168.56.11:9696        |
+--------------+----------------------------------+

[root@linux-node1 ~]# openstack endpoint create --region RegionOne \
network admin http://192.168.56.11:9696
+--------------+----------------------------------+
| Field        | Value                            |
+--------------+----------------------------------+
| enabled      | True                             |
| id           | 8a146ce4d097417c8eeda705d6da90a2 |
| interface    | admin                            |
| region       | RegionOne                        |
| region_id    | RegionOne                        |
| service_id   | c96abf0d2fe6402ebb55d8b3fdb95626 |
| service_name | neutron                          |
| service_type | network                          |
| url          | http://192.168.56.11:9696        |
+--------------+----------------------------------+

安裝Neutron相關軟件包

[root@linux-node1 ~]# yum -y install openstack-neutron openstack-neutron-ml2 openstack-neutron-linuxbridge ebtables
[root@linux-node1 ~]# rpm -qa openstack-neutron openstack-neutron-ml2 openstack-neutron-linuxbridge ebtables
ebtables-2.0.10-15.el7.x86_64
openstack-neutron-9.4.1-1.el7.noarch
openstack-neutron-linuxbridge-9.4.1-1.el7.noarch
openstack-neutron-ml2-9.4.1-1.el7.noarch

Neutron的配置

編輯/etc/neutron/neutron.conf文件並完成如下操作

[root@linux-node1 ~]# cp -a /etc/neutron/neutron.conf /etc/neutron/neutron.conf_$(date +%F)
[root@linux-node1 ~]# vim /etc/neutron/neutron.conf

在[database]部分，配置數據庫訪問

[database]
......
722 connection = mysql+pymysql://neutron:[email protected]/neutron

在[DEFAULT]部分，啓用ML2插件並禁用其他插件

[DEFAULT]
......
30 core_plugin = ml2
33 service_plugins =

在[DEFAULT]部分，配置RabbitMQ消息隊列訪問權限

[DEFAULT]
......
530 transport_url = rabbit://openstack:[email protected]

在[DEFAULT]和[keystone_authtoken]部分，配置認證服務訪問

[DEFAULT]
......
27 auth_strategy = keystone

[keystone_authtoken]
803 auth_uri = http://192.168.56.11:5000
804 auth_url = http://192.168.56.11:35357
805 memcached_servers = 192.168.56.11:11211
806 auth_type = password
807 project_domain_name = Default
808 user_domain_name = Default
809 project_name = service
810 username = neutron
811 password = neutron

在[DEFAULT]和[nova]部分，配置網絡服務來通知計算節點的網絡拓撲變化

[DEFAULT]
......
118 notify_nova_on_port_status_changes = true
122 notify_nova_on_port_data_changes = true

[nova]
1002 auth_url = http://192.168.56.11:35357
1003 auth_type = password
1004 project_domain_name = Default
1005 user_domain_name = Default
1006 region_name = RegionOne
1007 project_name = service
1008 username = nova
1009 password = nova

在[oslo_concurrency]部分，配置鎖路徑

[oslo_concurrency]
......
1123 lock_path = /var/lib/neutron/tmp

ML2插件的配置

ML2插件使用Linuxbridge機制來爲實例創建layer-2虛擬網絡基礎設施，警告：你後配置ML2插件，在type_drivers選項可能會導致數據庫不一致移除值。

編輯/etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini文件並完成以下操作

[root@linux-node1 ~]# cp -a /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini_$(date +%F)
[root@linux-node1 ~]# vim /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini

在[ml2]部分，啓用flat和VLAN網絡

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

在[ml2]部分，禁用私有網絡

[ml2]
......
114 tenant_network_types =

在[ml2]部分，啓用Linuxbridge機制

[ml2]
......
118 mechanism_drivers = linuxbridge

在[ml2]部分，啓用端口安全擴展驅動

[ml2]
......
123 extension_drivers = port_security

在[ml2_type_flat]部分，配置公共虛擬網絡爲flat網絡

[ml2_type_flat]
......
159 flat_networks = provider

在[securitygroup]部分，啓用ipset增加安全組的方便性

[securitygroup]
......
236 enable_ipset = true

Linuxbridge代理的配置

Linuxbridge代理爲實例建立layer-2虛擬網絡並且處理安全組規則。

編輯/etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini文件並且完成以下操作

[root@linux-node1 ~]# cp -a /etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini /etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini_$(date +%F)
[root@linux-node1 ~]# vim /etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini

在[linux_bridge]部分，將公共虛擬網絡和公共物理網絡接口對應起來

[linux_bridge]
......
143 physical_interface_mappings = provider:eth0

在[vxlan]部分，禁止VXLAN覆蓋網絡

[vxlan]
176 enable_vxlan = False

在[securitygroup]部分，啓用安全組並配置Linux橋接iptables防火牆驅動

[securitygroup]
......
156 firewall_driver = neutron.agent.linux.iptables_firewall.IptablesFirewallDriver
161 enable_security_group = true

在[agent]部分，啓用防ARP欺騙

[agent]
......
126 prevent_arp_spoofing = true

DHCP代理的配置

編輯/etc/neutron/dhcp_agent.ini文件並完成下面的操作

[root@linux-node1 ~]# cp -a /etc/neutron/dhcp_agent.ini /etc/neutron/dhcp_agent.ini_$(date +%F)
[root@linux-node1 ~]# vim /etc/neutron/dhcp_agent.ini

在[DEFAULT]部分，配置Linuxbridge驅動接口，DHCP驅動並啓用隔離元數據，這樣在公共網絡上的實例就可以通過網絡來訪問元數據

[DEFAULT]
......
16 interface_driver = neutron.agent.linux.interface.BridgeInterfaceDriver
32 dhcp_driver = neutron.agent.linux.dhcp.Dnsmasq
41 enable_isolated_metadata = True

元數據代理的配置

編輯/etc/neutron/metadata_agent.ini文件並完成以下操作

[root@linux-node1 ~]# cp -a /etc/neutron/metadata_agent.ini /etc/neutron/metadata_agent.ini_$(date +%F)
[root@linux-node1 ~]# vim /etc/neutron/metadata_agent.ini

在[DEFAULT]部分，配置元數據主機以及共享密碼

[DEFAULT]
......
22 nova_metadata_ip = 192.168.56.11
34 metadata_proxy_shared_secret = neutron

控制節點使用網絡的配置

編輯/etc/nova/nova.conf文件並完成以下操作

[root@linux-node1 ~]# vim /etc/nova/nova.conf

在[neutron]部分，配置訪問參數，啓用元數據代理並設置密碼

[neutron]
6472 url = http://192.168.56.11:9696
6473 auth_url = http://192.168.56.11:35357
6474 auth_type = password
6475 project_domain_name = Default
6476 user_domain_name = Default
6477 region_name = RegionOne
6478 project_name = service
6479 username = neutron
6480 password = neutron
6481 service_metadata_proxy = True
6482 metadata_proxy_shared_secret = neutron

Neutron安裝完成

網絡服務初始化腳本需要一個超鏈接/etc/neutron/plugin.ini指向ML2插件配置文件/etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini

[root@linux-node1 ~]# ln -s /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini /etc/neutron/plugin.ini
[root@linux-node1 ~]# ls -l /etc/neutron/plugin.ini
lrwxrwxrwx 1 root root 37 Jan 18 10:50 /etc/neutron/plugin.ini -> /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini

同步數據庫，可以忽略警告信息

[root@linux-node1 ~]# su -s /bin/sh -c "neutron-db-manage --config-file /etc/neutron/neutron.conf \
--config-file /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini upgrade head" neutron
[root@linux-node1 ~]# mysql -uneutron -pneutron -e "use neutron;show tables;"|wc -l
163

重新啓動控制節點Nova API服務

[root@linux-node1 ~]# systemctl restart openstack-nova-api.service
[root@linux-node1 ~]# systemctl status openstack-nova-api.service

啓動網絡服務並將其配置爲系統啓動時啓動

[root@linux-node1 ~]# systemctl enable neutron-server.service \
neutron-linuxbridge-agent.service neutron-dhcp-agent.service \
neutron-metadata-agent.service

[root@linux-node1 ~]# systemctl start neutron-server.service \
neutron-linuxbridge-agent.service neutron-dhcp-agent.service \
neutron-metadata-agent.service

[root@linux-node1 ~]# systemctl status neutron-server.service \
neutron-linuxbridge-agent.service neutron-dhcp-agent.service \
neutron-metadata-agent.service

Neutron驗證操作

[root@linux-node1 ~]# source admin-openrc

[root@linux-node1 ~]# neutron agent-list 
+--------------------+--------------------+-------------+-------------------+-------+----------------+---------------------+
| id                 | agent_type         | host        | availability_zone | alive | admin_state_up | binary              |
+--------------------+--------------------+-------------+-------------------+-------+----------------+---------------------+
| 1bd2e7bb-a74f-4613 | DHCP agent         | linux-node1 | nova              | :-)   | True           | neutron-dhcp-agent  |
| -87dc-13696f5a2350 |                    |             |                   |       |                |                     |
| a3a0b766-e3ba-     | Metadata agent     | linux-node1 |                   | :-)   | True           | neutron-metadata-   |
| 4e5a-              |                    |             |                   |       |                | agent               |
| 84d3-bda27afaaa9d  |                    |             |                   |       |                |                     |
| eb6e6a13-42e5-4dae | Linux bridge agent | linux-node1 |                   | :-)   | True           | neutron-            |
| -8755-f66167321293 |                    |             |                   |       |                | linuxbridge-agent   |
+--------------------+--------------------+-------------+-------------------+-------+----------------+---------------------+

安裝配置計算節點

Neutron的安裝

安裝Neutron相關軟件包

[root@linux-node2 ~]# yum -y install openstack-neutron-linuxbridge ebtables ipset
[root@linux-node2 ~]# rpm -qa openstack-neutron-linuxbridge ebtables ipset
ebtables-2.0.10-15.el7.x86_64
ipset-6.29-1.el7.x86_64
openstack-neutron-linuxbridge-9.4.1-1.el7.noarch

Neutron的配置

編輯/etc/neutron/neutron.conf文件並完成如下操作

[root@linux-node2 ~]# cp -a /etc/neutron/neutron.conf /etc/neutron/neutron.conf_$(date +%F)
[root@linux-node2 ~]# vim /etc/neutron/neutron.conf

在[database]部分，註釋所有connection項，因爲計算節點不直接訪問數據庫

在[DEFAULT]部分，配置RabbitMQ消息隊列訪問權限

[DEFAULT]
......
530 transport_url = rabbit://openstack:[email protected]

在[DEFAULT]和[keystone_authtoken]部分，配置認證服務訪問

[DEFAULT]
......
27 auth_strategy = keystone

[keystone_authtoken]
803 auth_uri = http://192.168.56.11:5000
804 auth_url = http://192.168.56.11:35357
805 memcached_servers = 192.168.56.11:11211
806 auth_type = password
807 project_domain_name = Default
808 user_domain_name = Default
809 project_name = service
810 username = neutron
811 password = neutron

在[oslo_concurrency]部分，配置鎖路徑

[oslo_concurrency]
......
1115 lock_path = /var/lib/neutron/tmp

Linuxbridge代理的配置

Linuxbridge代理爲實例建立layer-2虛擬網絡並且處理安全組規則。

編輯/etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini文件並且完成以下操作

[root@linux-node2 ~]# cp -a /etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini /etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini_$(date +%F)
[root@linux-node2 ~]# vim /etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini

在[linux_bridge]部分，將公共虛擬網絡和公共物理網絡接口對應起來

[linux_bridge]
......
143 physical_interface_mappings = provider:eth0

在[vxlan]部分，禁止VXLAN覆蓋網絡

[vxlan]
176 enable_vxlan = False

在[securitygroup]部分，啓用安全組並配置Linux橋接iptables防火牆驅動

[securitygroup]
......
156 firewall_driver = neutron.agent.linux.iptables_firewall.IptablesFirewallDriver
161 enable_security_group = true

在[agent]部分，啓用防ARP欺騙

[agent]
......
126 prevent_arp_spoofing = true

計算節點使用網絡的配置

編輯/etc/nova/nova.conf文件並完成以下操作

[root@linux-node2 ~]# vim /etc/nova/nova.conf

在[neutron]部分，配置訪問參數，啓用元數據代理並設置密碼

[neutron]
6472 url = http://192.168.56.11:9696
6473 auth_url = http://192.168.56.11:35357
6474 auth_type = password
6475 project_domain_name = Default
6476 user_domain_name = Default
6477 region_name = RegionOne
6478 project_name = service
6479 username = neutron
6480 password = neutron

Neutron安裝完成

重新啓動計算服務

[root@linux-node2 ~]# systemctl restart openstack-nova-compute.service
[root@linux-node2 ~]# systemctl status openstack-nova-compute.service

啓動Linuxbridge代理並配置它開機自啓動

[root@linux-node2 ~]# systemctl enable neutron-linuxbridge-agent.service
[root@linux-node2 ~]# systemctl start neutron-linuxbridge-agent.service
[root@linux-node2 ~]# systemctl status neutron-linuxbridge-agent.service

Neutron驗證操作

獲得admin憑證來獲取只有管理員能執行的命令的訪問權限

[root@linux-node1 ~]# source admin-openrc

列出加載的擴展來驗證neutron-server進程是否正常啓動

[root@linux-node1 ~]# neutron ext-list
+---------------------------+---------------------------------+
| alias                     | name                            |
+---------------------------+---------------------------------+
| default-subnetpools       | Default Subnetpools             |
| availability_zone         | Availability Zone               |
| network_availability_zone | Network Availability Zone       |
| binding                   | Port Binding                    |
| agent                     | agent                           |
| subnet_allocation         | Subnet Allocation               |
| dhcp_agent_scheduler      | DHCP Agent Scheduler            |
| tag                       | Tag support                     |
| external-net              | Neutron external network        |
| flavors                   | Neutron Service Flavors         |
| net-mtu                   | Network MTU                     |
| network-ip-availability   | Network IP Availability         |
| quotas                    | Quota management support        |
| provider                  | Provider Network                |
| multi-provider            | Multi Provider Network          |
| address-scope             | Address scope                   |
| subnet-service-types      | Subnet service types            |
| standard-attr-timestamp   | Resource timestamps             |
| service-type              | Neutron Service Type Management |
| extra_dhcp_opt            | Neutron Extra DHCP opts         |
| standard-attr-revisions   | Resource revision numbers       |
| pagination                | Pagination support              |
| sorting                   | Sorting support                 |
| security-group            | security-group                  |
| rbac-policies             | RBAC Policies                   |
| standard-attr-description | standard-attr-description       |
| port-security             | Port Security                   |
| allowed-address-pairs     | Allowed Address Pairs           |
| project-id                | project_id field enabled        |
+---------------------------+---------------------------------+

[root@linux-node1 ~]# neutron agent-list
+--------------------+--------------------+-------------+-------------------+-------+----------------+---------------------+
| id                 | agent_type         | host        | availability_zone | alive | admin_state_up | binary              |
+--------------------+--------------------+-------------+-------------------+-------+----------------+---------------------+
| 1bd2e7bb-a74f-4613 | DHCP agent         | linux-node1 | nova              | :-)   | True           | neutron-dhcp-agent  |
| -87dc-13696f5a2350 |                    |             |                   |       |                |                     |
| 746000d6-c48d-418b | Linux bridge agent | linux-node2 |                   | :-)   | True           | neutron-            |
| -9501-8c008873374d |                    |             |                   |       |                | linuxbridge-agent   |
| a3a0b766-e3ba-     | Metadata agent     | linux-node1 |                   | :-)   | True           | neutron-metadata-   |
| 4e5a-              |                    |             |                   |       |                | agent               |
| 84d3-bda27afaaa9d  |                    |             |                   |       |                |                     |
| eb6e6a13-42e5-4dae | Linux bridge agent | linux-node1 |                   | :-)   | True           | neutron-            |
| -8755-f66167321293 |                    |             |                   |       |                | linuxbridge-agent   |
+--------------------+--------------------+-------------+-------------------+-------+----------------+---------------------+

Openstack之路（五）網絡服務Neutron

Neutron的概述

Neutron基本概念

網絡

子網

端口

路由

Neutron的組件

安裝配置控制節點

Neutron的安裝

Neutron的配置

ML2插件的配置

Linuxbridge代理的配置

DHCP代理的配置

元數據代理的配置

控制節點使用網絡的配置

Neutron安裝完成

Neutron驗證操作

安裝配置計算節點

Neutron的安裝

Neutron的配置

Linuxbridge代理的配置

計算節點使用網絡的配置

Neutron安裝完成

Neutron驗證操作

Openstack之路（七）可視化服務Horizon

Linux正則表達式

Openstack之路（五）網絡服務Neutron

Python之路（三）Python數據類型

Openstack之路（三）鏡像服務Glance

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結