OpenStack neutron floatingips 与 iptables 深入分析

原創 bluebeach2 2019-02-22 23:13

转载出处：http://blog.csdn.net/starean/article/details/16860819


1. 简介neutron-l3-agent

OpenStack neutron-l3-agent 主要负责实现网络三层协议，为虚拟机完成SNAT,DNAT等地址的转换与伪装，提供安全弹性隔离的云网络环境，

下面详细叙述了OpenStack如何使用iptables链与规则完成复杂的neutron-l3-agent 的网络地址转换(NAT)功能，虚拟机floating ip与fixed ip绑定的工作原理。

2. iptables 简介

   ２.1 iptables 链拓扑结构

125958677.jpg

2.2 iptables 表结构

          Table filter:

               Chain INPUT

               Chain FORWARD

               Chain OUTPUT

           filter 表用于一般的信息包过滤，它包含 INPUT 、 OUTPUT 和 FORWARD 链。

         Table nat:

               Chain PREROUTING

               Chain OUTPUT

               Chain POSTROUTING

          PREROUTING 链由指定信息包一到达防火墙就改变它们的规则所组成，而 POSTROUTING 链由指定正当信息包打算离开防火墙时改变它们的规则所组成。


3. iptables command

# 添加一条规则到 INPUT 链的末尾，ACCEPT 来自源地址 10.9.1.141 的包

[root@xianghui-10-9-1-141 ~]# iptables -A INPUT -s 10.9.1.141  -j ACCEPT  


#允许protocol为TCP 、 UDP 、 ICMP 的包通过

[root@xianghui-10-9-1-141 ~]# iptables -A INPUT -p TCP, UDP  


# 从INPUT链中删除掉规则“Drop 到端口80的包”

[root@xianghui-10-9-1-141 ~]# iptables -D INPUT --dport 80 -j DROP  


# 将 INPUT 链的缺省规则指定为 DROP

[root@xianghui-10-9-1-141 ~]# iptables -P INPUT DROP  


# 创建一个新链new-chain

[root@xianghui-10-9-1-141 ~]# iptables -N new-chain  


# 删除Table filter 中的所有规则

[root@xianghui-10-9-1-141 ~]# iptables -F  


# 列出INPUT链中的所有规则

[root@xianghui-10-9-1-141 ~]# iptables -L INPUT  

# 删除链
[root@xianghui-10-9-1-141 ~]# iptables -X  


4. 配置neutron-l3-agent

  1. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]# neutron router-create router1  

  2. +--------------------------------------+---------+-----------------------+  

  3. | id                                   | name    | external_gateway_info |  

  4. +--------------------------------------+---------+-----------------------+  

  5. |c36b384e-b1f5-45e5-bb4f-c3ed32885142 | router1 | null |  

  6. +--------------------------------------+---------+-----------------------+  


  1. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]# vi /etc/neutron/l3_agent.ini  

  2. interface_driver = neutron.agent.linux.interface.OVSInterfaceDriver  

  3. # OS is RHEL6.4, not support namespace  

  4. use_namespaces = False  

  5. # This is done by setting the specific router_id.  

  6. router_id = c36b384e-b1f5-45e5-bb4f-c3ed32885142  

  7. # Name of bridge used for external network traffic. This should be set to  

  8. # empty value for the linux bridge  

  9. external_network_bridge = br-eth1  


  1. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]# service neutron-l3-agent restart  

启用转发功能

[root@xianghui-10-9-1-141 ~]#  echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward  


5. neutron 利用iptables 实现 NAT 原理

iptables 中neutron l3 agent自定义的链:
neutron-l3-agent-PREROUTING
neutron-l3-agent-OUTPUT

neutron-l3-agent-POSTROUTING

创建外部网络（分配floatingip）

  1. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]#  neutron net-create ext_net --router:external=True  

  2. +---------------------------+--------------------------------------+  

  3. | Field                     | Value                                |  

  4. +---------------------------+--------------------------------------+  

  5. | admin_state_up            | True                                 |  

  6. | id                        | 2d72d81b-cf09-459e-87fb-a50fa0e8730a |  

  7. | name                      | ext_net                              |  

  8. | provider:network_type     | vlan                                 |  

  9. | provider:physical_network | physnet1                             |  

  10. | provider:segmentation_id  | 1000                                 |  

  11. | router:external           | True                                 |  

  12. | shared                    | False                                |  

  13. | status                    | ACTIVE                               |  

  14. | subnets                   | e1932e73-1e4b-4f87-9ebf-758a757e20ef |  

  15. | tenant_id                 | b21a96e16c3c438caab4a27a1f58a5b8     |  

  16. +---------------------------+--------------------------------------+  


  1. [root@oc2603148815 cfn]# subnet-create ext_net --allocation-pool start=192.168.12.10,end=192.168.12.50 --gateway 192.168.12.1 192.168.12.0/24 --enable_dhcp=False  

  2. +------------------+----------------------------------------------------+  

  3. | Field            | Value                                              |  

  4. +------------------+----------------------------------------------------+  

  5. | allocation_pools | {"start": "192.168.12.10", "end": "192.168.12.50"} |  

  6. | cidr             | 192.168.12.0/24                                    |  

  7. | dns_nameservers  |                                                    |  

  8. | enable_dhcp      | False                                              |  

  9. | gateway_ip       | 192.168.12.1                                       |  

  10. | host_routes      |                                                    |  

  11. | id               | e1932e73-1e4b-4f87-9ebf-758a757e20ef               |  

  12. | ip_version       | 4                                                  |  

  13. | name             |                                                    |  

  14. | network_id       | 2d72d81b-cf09-459e-87fb-a50fa0e8730a               |  

  15. | tenant_id        | b21a96e16c3c438caab4a27a1f58a5b8                   |  

  16. +------------------+----------------------------------------------------+  

创建内部网络(分配fixedip)

  1. [root@oc2603148815 cfn]# neutron net-create vlan-70 --provider:network_type vlan --provider:physical_network physnet1 --provider:segmentation_id 16  

  2. +---------------------------+--------------------------------------+  

  3. | Field                     | Value                                |  

  4. +---------------------------+--------------------------------------+  

  5. | admin_state_up            | True                                 |  

  6. | id                        | 793a95b7-cf1f-4bde-b7b8-5a9a2e552fae |  

  7. | name                      | vlan-70                              |  

  8. | provider:network_type     | vlan                                 |  

  9. | provider:physical_network | physnet1                             |  

  10. | provider:segmentation_id  | 16                                   |  

  11. | router:external           | False                                |  

  12. | shared                    | False                                |  

  13. | status                    | ACTIVE                               |  

  14. | subnets                   | f542941d-5d53-45e4-85d0-944e030c2bcc |  

  15. | tenant_id                 | b21a96e16c3c438caab4a27a1f58a5b8     |  

  16. +---------------------------+--------------------------------------+  


  1. [root@oc2603148815 cfn]# neutron subnet-create vlan-70 70.0.0.0/24  

  2. +------------------+--------------------------------------------+  

  3. | Field            | Value                                      |  

  4. +------------------+--------------------------------------------+  

  5. | allocation_pools | {"start": "70.0.0.2", "end": "70.0.0.254"} |  

  6. | cidr             | 70.0.0.0/24                                |  

  7. | dns_nameservers  |                                            |  

  8. | enable_dhcp      | True                                       |  

  9. | gateway_ip       | 70.0.0.1                                   |  

  10. | host_routes      |                                            |  

  11. | id               | f542941d-5d53-45e4-85d0-944e030c2bcc       |  

  12. | ip_version       | 4                                          |  

  13. | name             |                                            |  

  14. | network_id       | 793a95b7-cf1f-4bde-b7b8-5a9a2e552fae       |  

  15. | tenant_id        | b21a96e16c3c438caab4a27a1f58a5b8           |  

  16. +------------------+--------------------------------------------+  


  1. [root@oc2603148815 cfn]# neutron net-list  

  2. +--------------------------------------+---------+------------------------------------------------------+  

  3. | id                                   | name    | subnets                                              |  

  4. +--------------------------------------+---------+------------------------------------------------------+  

  5. | 2d72d81b-cf09-459e-87fb-a50fa0e8730a | ext_net | e1932e73-1e4b-4f87-9ebf-758a757e20ef 192.168.12.0/24 |  

  6. | 793a95b7-cf1f-4bde-b7b8-5a9a2e552fae | vlan-70 | f542941d-5d53-45e4-85d0-944e030c2bcc 70.0.0.0/24     |  

  7. +--------------------------------------+---------+------------------------------------------------------+  

绑定内外网到router1

  1. # neutron router-gateway-set $ROUTER_ID $EXTERNAL_NETWORK_ID  

  2. [root@oc2603148815 cfn]# neutron router-gateway-set 06d85a01-fc42-4cde-a0f1-377f2f394a64 2d72d81b-cf09-459e-87fb-a50fa0e8730a  

  3. # neutron router-interface-add $ROUTER_ID $SUBNET_ID  

  4. [root@oc2603148815 cfn]# neutron router-interface-add 06d85a01-fc42-4cde-a0f1-377f2f394a64 f542941d-5d53-45e4-85d0-944e030c2bcc  

经过上面的步骤后neutron-l3-agent会加入下列规则到iptables:

  1. -A PREROUTING -j neutron-l3-agent-PREROUTING  

  2. -A POSTROUTING -j neutron-l3-agent-POSTROUTING  

  3. -A POSTROUTING -j neutron-postrouting-bottom  

  4. -A OUTPUT -j neutron-l3-agent-OUTPUT  

  5. -A neutron-l3-agent-snat -j neutron-l3-agent-float-snat  

  6. -A neutron-l3-agent-snat -s 70.0.0.0/24 -j SNAT --to-source 192.168.12.10  

  7. -A neutron-postrouting-bottom -j neutron-l3-agent-snat  

创建floating ip(192.168.12.11)并绑定到vm的fixed ip(选择70.0.0.3):

  1. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]# neutron floatingip-create 2d72d81b-cf09-459e-87fb-a50fa0e8730a  

  2. Created a new floatingip:  

  3. +---------------------+--------------------------------------+  

  4. | Field               | Value                                |  

  5. +---------------------+--------------------------------------+  

  6. | fixed_ip_address    |                                      |  

  7. | floating_ip_address | 192.168.12.11                        |  

  8. | floating_network_id | 2d72d81b-cf09-459e-87fb-a50fa0e8730a |  

  9. | id                  | f8b48ab7-ea51-4f29-bc84-0ab179808dbb |  

  10. | port_id             |                                      |  

  11. | router_id           |                                      |  

  12. | tenant_id           | adc4e7a4effa44ffa3c6e48dd5a8555a     |  

  13. +---------------------+--------------------------------------+  

找出想要被绑定的fixed ip 的port id

  1. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]# neutron port-list  

  2. +--------------------------------------+------+-------------------+--------------------------------------------------------------------------------------+  

  3. | id                                   | name | mac_address       | fixed_ips                                                                            |  

  4. +--------------------------------------+------+-------------------+--------------------------------------------------------------------------------------+  

  5. | 0d06055b-2f31-4d8e-b8da-e048d76a07cc |      | fa:16:3e:d7:f4:19 | {"subnet_id": "5c62752f-27ba-4d38-9702-2ca17ec2741d", "ip_address": "70.0.0.3"}      |  

  6. +--------------------------------------+------+-------------------+--------------------------------------------------------------------------------------+  


  1. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]# neutron floatingip-associate f8b48ab7-ea51-4f29-bc84-0ab179808dbb0d06055b-2f31-4d8e-b8da-e048d76a07cc  

  2. Associated floatingip f8b48ab7-ea51-4f29-bc84-0ab179808dbb  


  1. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]# neutron floatingip-list  

  2. +--------------------------------------+------------------+---------------------+--------------------------------------+  

  3. | id                                   | fixed_ip_address | floating_ip_address | port_id                              |  

  4. +--------------------------------------+------------------+---------------------+--------------------------------------+  

  5. | f8b48ab7-ea51-4f29-bc84-0ab179808dbb | 70.0.0.3         | 192.168.12.11       | b0797fe6-b799-41ea-86d0-9d9bfa0b2eb9 |  

  6. +--------------------------------------+------------------+---------------------+--------------------------------------+  

经过前面步骤后，iptables会多出下面的规则， 所有目标ip是192.168.12.11的包都会被转发到ip 70.0.0.3的guest上

  1. -A neutron-l3-agent-OUTPUT -d 192.168.12.11/32 -j DNAT --to-destination 70.0.0.3  

  2. -A neutron-l3-agent-PREROUTING -d 192.168.12.11/32 -j DNAT --to-destination 70.0.0.3  

  3. -A neutron-l3-agent-float-snat -s 70.0.0.3/32 -j SNAT --to-source 192.168.12.11  



6. neutron floating ip 与 fixed ip 的转换
源地址转换(SNAT)

  1. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]#  iptables -t nat -Aneutron-l3-agent-float-snat -s 70.0.0.6/32-j SNAT --to-source 192.168.12.100  


目的地址转换(DNAT)

  1. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]#  iptables -t nat -Aneutron-l3-agent-PREROUTING -d 192.168.12.100/32-j DNAT --to-destination 70.0.0.6  

测试：（从guest 70.0.0.11上ping 192.168.12.100, 结果被转发到70.0.0.6的guest上）


  1. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]#  ssh [email protected]  

  2. [ec2-user@wordpress-test-wikidatabase-jevfsmkbakch ~]$ ping 192.168.12.100  

  3. PING 192.168.12.100 (192.168.12.100) 56(84) bytes of data.  

  4. 64 bytes from 70.0.0.6: icmp_req=1 ttl=64 time=3.09 ms  

  5. 64 bytes from 70.0.0.6: icmp_req=2 ttl=64 time=0.281 ms  

  6. 64 bytes from 70.0.0.6: icmp_req=3 ttl=64 time=0.151 ms  


将规则neutron-l3-agent-float-snat加到POSTROUTING规则之后，从70.0.0.6发出的包被伪装成来自192.168.12.16，借此掩盖源地址

  1. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]#  iptables -t nat -A POSTROUTING -j neutron-l3-agent-float-snat  

  2. [ec2-user@wordpress-test-wikidatabase-jevfsmkbakch ~]$ ping 192.168.12.100  

  3. PING 192.168.12.100 (192.168.12.100) 56(84) bytes of data.  

  4. 64 bytes from 192.168.12.100: icmp_req=1 ttl=63 time=2.47 ms  

  5. 64 bytes from 192.168.12.100: icmp_req=2 ttl=63 time=0.199 ms  

  6. 64 bytes from 192.168.12.100: icmp_req=3 ttl=63 time=0.251 ms  


7. 实例分析（ALL-IN-ONE）

7.1 虚拟机的网络拓扑

130819128.png

7.2 虚拟机之间用floating ip ping通

  1. # ping 192.168.12.100(70.0.0.6) from 70.0.0.11  

  2. # s:70.0.0.11 d:70.0.0.6  

  3. # prerouting -> forward -> postrouting  

  4. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]#  iptables -A neutron-l3-agent-FORWARD -d 70.0.0.11/32 -j ACCEPT  

  5. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]#  iptables -A neutron-l3-agent-FORWARD -d 70.0.0.6/32 -j ACCEPT  

  6. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]#  iptables -t nat -A neutron-l3-agent-PREROUTING -d 192.168.12.100/32 -j DNAT --to-destination 70.0.0.6  

7.3 虚拟机主机ping通虚拟机的floating ip

  1. -A OUTPUT -j neutron-l3-agent-OUTPUT  

  2. [root@xianghui-10-9-1-141 ~]#  iptables -A neutron-l3-agent-OUTPUT -d 192.168.12.100/32 -j DNAT --to-destination 70.0.0.6  

發表評論
所有評論
還沒有人評論，想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章

iptables的概述及应用（一）

shang61511 2019-02-23 14:04:46

在RedHat5中实现透明代理

hkb178149081 2019-02-23 13:53:01

iptables的详细介绍及配置方法

qinyihao 2019-02-23 13:29:34

linux iptables dnat

loip125 2019-02-23 13:29:06

防火墙配置

sevenLZ 2019-02-23 13:23:28

iptables配置备份

ijqingyy 2019-02-23 13:05:05

Iptables 实例分析

ijqingyy 2019-02-23 13:05:05

常用服务iptables设置

ijqingyy 2019-02-23 13:05:05

linux iptables 防火墙

lyc717 2019-02-23 12:51:30

iptables防火墙（二）

孫瑞瑞 2019-02-23 00:43:25

iptables使用介绍

maweijun3 2019-02-23 00:41:55

一个简单的iptables脚本

li_qinshan 2019-02-23 00:37:06

iptables

baike百科 2019-02-23 00:37:06

iptables

wanglm510 2019-02-23 00:33:45

解决rdo安装过程中，puppet的timeout问题

wazjajl 2019-02-23 00:32:36