Openstack網(wǎng)絡(luò)模型場景及代碼解析

Openstack項目的首要任務(wù)是簡化云的部署過程并為其帶來良好的可擴展性。本文將介紹Openstack的網(wǎng)絡(luò)類型以及不同網(wǎng)絡(luò)類型應(yīng)用場景分析。

作者：葛長威、章繼虎

單位：中國移動智慧家庭運營中心

Part 01 ●??Openstack是什么？?●?

Openstack是一個云計算平臺，它是由多個組件組合起來，為公有云、私有云和混合云的建設(shè)與管理提供軟件的開源項目。現(xiàn)在已經(jīng)有來自100多個國家的數(shù)萬名個人和200多家企業(yè)參與到Openstack的開發(fā)，如 NASA、華為、谷歌、惠普、Intel、IBM、微軟等[1]。Openstack項目的首要任務(wù)是簡化云的部署過程并為其帶來良好的可擴展性。

Part 02 ●??Openstack能干什么？?●?

Openstack可以規(guī)劃并管理大量虛擬機，從而允許企業(yè)或服務(wù)提供商按需提供計算資源；Openstack可以為云服務(wù)或云應(yīng)用提供所需的對象及塊存儲資源。為了解決傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)無法真正的實現(xiàn)高擴展、高自動化地管理下一代網(wǎng)絡(luò)，Openstack 提供了插件式、可擴展、API 驅(qū)動型的網(wǎng)絡(luò)及IP管理功能。

Part 03 ●??Openstack支持幾種網(wǎng)絡(luò)類型?●?

Openstack網(wǎng)絡(luò)類型主要分為兩種：provider networks、和self-service networks，其中self-service比provider多了一個三層路由功能組件（Networking L3 Agent）[2][3]，該組件負(fù)責(zé)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)三層協(xié)議，為虛擬機完成SNAT、DNAT等地址的轉(zhuǎn)換與偽裝，提供安全彈性隔離的云網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

- provider network

provider網(wǎng)絡(luò)就是常說的橋接網(wǎng)絡(luò)，虛擬機內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通過bridge的方式直接橋接到宿主機的某張物理網(wǎng)卡上，從而實現(xiàn)虛擬機可以正常的訪問外部網(wǎng)絡(luò)，同時虛擬機外部網(wǎng)絡(luò)也可以訪問虛擬機的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。

- self-service networks

self-service網(wǎng)絡(luò)通過在虛擬機和宿主機之間建立虛擬路由器，在虛擬機內(nèi)部可以是一個私有地址連接至虛擬路由器的一個接口上，而虛擬路由器的另外一端通過網(wǎng)橋橋接到宿主機的某一張物理網(wǎng)卡；所以self-service網(wǎng)絡(luò)很好的隱藏了虛擬機的地址，它能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬機訪問外部網(wǎng)絡(luò)，而外網(wǎng)用戶是不能夠直接訪問虛擬機的；為了實現(xiàn)從虛擬機外部網(wǎng)絡(luò)訪問虛擬機，可以對虛擬機和外部的網(wǎng)絡(luò)做一對一nat綁定或者進(jìn)行端口映射[2][4]。總之provider網(wǎng)絡(luò)具備的能力，self-service一般都具備，并在此基礎(chǔ)上還兼具高度的自定義內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)功能。

Part 04 ●??不同網(wǎng)絡(luò)類型應(yīng)用場景?●?

provider應(yīng)用場景

provider networks拓?fù)渲校摂M機網(wǎng)口直接橋接在物理機網(wǎng)卡上，并且直接使用外部網(wǎng)絡(luò)分配的IP地址，該網(wǎng)絡(luò)類型盡可能減少了對Openstack內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)組件的依賴，主要利用外部網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，相對self-service networs不僅穩(wěn)定性更強，同時引入內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)處理時延更??；由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎鄬唵危虼诉m用于對網(wǎng)絡(luò)特性要求不高的場景。

self-service應(yīng)用場景

self-service網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲校摂M機不是直接橋接在物理網(wǎng)卡上，自身具備一個私有網(wǎng)絡(luò)，該私有網(wǎng)絡(luò)通過虛擬路由器與物理網(wǎng)卡相連，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，相較provider直接橋接在物理網(wǎng)卡，self-service網(wǎng)絡(luò)引入虛擬路由器，會引入一定的處理時延；由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎鄬?fù)雜，靈活性較強，因此適用于對網(wǎng)絡(luò)特性有一定要求的場景。

Part 05 ●??Openstack快速入門?●?

Openstack本身部署設(shè)計開源組件較多，為了降低用戶和開發(fā)人員部署難度，社區(qū)提供了一個一鍵快速部署環(huán)境Devstack。Devstack是Openstack開發(fā)版，通過自動化腳本，可以快速完成云計算系統(tǒng)環(huán)境的快速搭建和功能驗證。

5.1 環(huán)境準(zhǔn)備

當(dāng)前Devstack[5]基于ubuntu22.04進(jìn)行了嚴(yán)苛測試，建議基于vmware創(chuàng)建ubuntu22.04虛擬機，詳細(xì)配置如下：

?

?

虛擬機系統(tǒng) Ubuntu 22.04
RAM 至少8GB 
硬盤 至少50GB
網(wǎng)卡 建議兩張：一個nat、一個橋接（nat:eth0 192.168.1.2， 橋接：eth2 192.168.2.2）

?

?

5.2 環(huán)境部署

(1)添加用戶

sudo useradd -s /bin/bash -d /opt/stack -m stack

(2)添加執(zhí)行權(quán)限

sudo chmod +x /opt/stack

(3)添加sudo權(quán)限

echo "stack ALL=(ALL) NOPASSWD: ALL" | sudo tee /etc/sudoers.d/stack

sudo -u stack -i

(4)下載devstack

git clone

https://opendev.org/Openstack/devstack

cd devstack

(5)創(chuàng)建配置文件

vim local.conf

?

?

[[local|localrc]]
HOST_IP=192.168.2.2
SERVICE_HOST=192.168.2.2
MYSQL_HOST=192.168.2.2
RABBIT_HOST=192.168.2.2
GLANCE_HOSTPORT=192.168.2.2:9292
ADMIN_PASSWORD=secret
DATABASE_PASSWORD=secret
RABBIT_PASSWORD=secret
SERVICE_PASSWORD=secret




## Neutron options
Q_USE_SECGROUP=True
FLOATING_RANGE="192.168.1.0/24"
Q_FLOATING_ALLOCATION_POOL=start=192.168.1.200,end=192.168.1.220
PUBLIC_NETWORK_GATEWAY="192.168.1.1"
PUBLIC_INTERFACE=eth0




# Open vSwitch provider networking configuration
Q_USE_PROVIDERNET_FOR_PUBLIC=True
OVS_PHYSICAL_BRIDGE=br-ex
PUBLIC_BRIDGE=br-ex
OVS_BRIDGE_MAPPINGS=public:br-ex

?

?

(6)開始安裝

./stack.sh

Part 06 ●??總結(jié)?●?

總的來說，Openstack網(wǎng)絡(luò)類型分為provider和self-service兩種類型，針對不同的網(wǎng)絡(luò)場景，選擇對應(yīng)的部署方式：如云電腦、云桌面等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎鄬潭?，可以選擇provider網(wǎng)絡(luò)類型，但是需要注意provider對部署的基礎(chǔ)設(shè)施和機房網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有一定要求；針對私有云、公有云等復(fù)雜業(yè)務(wù)場景可以選擇self-service網(wǎng)絡(luò)類型，以便滿足云內(nèi)部復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)需求。

參考資料

[1]華為IP知識百科：什么是Openstack,華為IP知識百科官網(wǎng)，2021年10月9日，https://info.support.huawei.com/info-finder/encyclopedia/zh/Openstack.html

[2]cnblog平臺:云計算管理平臺之OpenStack網(wǎng)絡(luò)服務(wù)neutron,2020年10月31日https://www.cnblogs.com/qiuhom-1874/p/13904845.html

[3]Openstack官方安裝文檔：Provider network 網(wǎng)絡(luò)介紹, Openstack官網(wǎng)，2023年1 月14日，https://docs.Openstack.org/install-guide/launch-instance-networks-provider.html

[4]Openstack官方安裝文檔：Provider network 網(wǎng)絡(luò)介紹, Openstack官網(wǎng)，2023年1 月14日，https://docs.Openstack.org/neutron/pike/admin/deploy-lb-selfservice.html

[5]Openstack官方安裝文檔：Provider network 網(wǎng)絡(luò)介紹, Openstack官網(wǎng)，2023年1 月12日，https://docs.Openstack.org/devstack/latest/

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移動通信的未來發(fā)展方向在哪里？毫米波是無法避開的，我們將介紹毫米波的一些優(yōu)勢，以及未來的發(fā)展方向。??

編輯：黃飛