云计算操作系统网络虚拟化模块Neutron分析研究(2)
基于GRE方式时Instance数据流出Neutron路径研究:
(0).图中的br-int为Open vSwitch汇聚交换机,br-tun为Open vSwitch的核心交换机.
(1).VM通过eth0发出数据包;
(2).VM的网卡eth0链接在汇聚交换机br-int上的Tap口;
(3) .br-int接收到数据后通过patch-tun口将数据转发到br-tun的patch-int口;
(4) .br-tun接收到patch-int口传输来的数据,将数据通过gre口转发到网络节点的上的br-tun交换机(计算节点与网络节点通过GRE协议打通,在gre口上写入对端的IP,GRE协议打通的前提条件是计算节点与网络节点IP可达即可);
(5).网络节点的br-tun接收到数据,将数据通过patch-int转发到网络节点的br-int的patch-tun口;
(6).网络节点的br-int交换机接收数据;
(7).网络节点的br-int交换机通过qr口,将数据转发到位于namespaceqr-XXX的路由器13-agent上;
(8).位于namespaceqr-XXX的路由器13 -agent将数据进行SNAT处理后,通过通过网卡qg发送到出口交换机br-ex;
(9).出口交换机br-ex通过物理网卡eth2,将数据发送到云外网络.
基于VLAN方式与基于GRE方式对物理网卡的配置的差异:基于GRE方式是物理机的IP地址是设置在物理网卡eth0上,与一般应用无异,在OpenvSwitch上设置对端物理机的IP地址,GRE能打通的前提条件是IP可达.
基于VLAN时,将ethl设置为交换机br-ethl的一个端口,将ethl设置为混杂模式,物理机的IP地址设置在br-ethl上.基于VLAN方式与基于GRE方式在其他方面并无差异.
2.3 Neutron数据流路径详细分析
Neutron虚拟器件命名规范,Neutron虚拟器件一般以小写字母q打头,q代表quantum (OpenStack网络模块原先叫quantum,取其首字母沿用至今).qbrXXX代表linuxbridge,qvoXXX. qvbXXX为veth对,qvo连在Open vSwitch端,qvb连在Linuxbridge端,qgYYY代表路由器的网卡,连在br-ex交换机上,qrYYY代表路由器的网卡,连在br-int交换机上.
创建VM时,底层要做很多工作才能保证VM可被控制访问外网或实现内网VM的通信.根据OpenStack的L版本下的Neutron,以Open vSwitch为Core Plugin下的VLAN隔离为例,如上图所示,来剖析VM是如何从计算节点连接到网络节点,以及如何通过网络节点联通外网的。具体流程如为:
(1).VM创建时,VM的网卡在计算节点看来是一个TAP设备,和普通网卡一样有MAC地址,TAP设备的命名规范是tap作为命名字符串的前三个字符,后面加对应Port的UUID前11位,总共14个字符,假设其命名为tapXXX;
(2).VM的网卡tapXXX没有直接连在OpenvSwitch (br-int)上,而是在中间连接了一个LinuxBridge (qbrXXX);原因是租户的安全组规则需要使用IPtables来实现,如果直接连接到Open vSwitch的虚拟交换机上会导致安全组功能失效;
(3).VM的网卡tapXXX作为qbrXXX的一个端口;
(4).租户的qbrXXX通过veth pair的虚拟端口直接连接到Open vSwitch交换机(br-int)上,,qvoXXX连在Open vSwitch端,qvbXXX连在Linux bridge端,XXX为对应Port的UUID前11位,tapXXX,qbrXXX,qvbXXX,qvoXXX命名长度都为14个字符.qvoXXX端口在虚拟交换机上都是配置带有VLAN ID的,这里也是不同租户业务报文在VLAN隔离技术下被打上VLAN Tag的地方;
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