OpenStack云平台的网络模式及其工作机制(2)

三、详解FlatDHCP模式(Flat模式类似,只是少了dhcp的部分而已,就略过了)

可以有多种部署方式,比如为了实现高可用性,可以使用多网卡、外部网关、multi_host 等方法。这里主要介绍基本的部署方式(一个控制节点,或者说一个网络控制器)。

1、网卡与节点

由于网卡和节点数的不同,可以简单分为:单节点(all-in-one)单网卡、多节点单网卡、多节点单网卡、多节点多网卡

单节点的情况下,网络控制器(运行nova-network)与计算(运行nova-compute,或者更确切的说,运行虚拟机实例)部署在一个主机。这样就不需要控制节点与计算节点之间的通信,也就少了很多网络概念,这也是入门者常用的方式。

多节点时,网络控制器与计算节点分别在不同主机,普通部署方式下(不是multi_host),只有nova-network控制网络,而它仅仅在控制节点运行。因此,所有计算节点的实例都需要通过控制节点来与外网通信。

单网卡时,网卡需要作为public网络的接口使用,也需要作为flat网络的接口,因此需要处于混杂模式。不过建立的网络与双网卡类似,都分为flat网络和public网络。

使用单网卡,需要在nova.conf中使public_interface和flat_interface都为eth0。

2、网络流

如上面分析,在普通部署方式下,只有一个控制节点(或网络控制器),dhcp和外网访问都需要经过它。

dhcp时:

1)网络控制器(运行nova-network服务的节点)一直运行dusmasq作为DHCP服务器监听网桥(br100);

2)实例做一次dhcp discover操作,发送请求;


3)网络控制器把从一个指定的子网中获得的IP地址响应给虚拟机实例。

实例访问外网时:

1)实例经过所在主机的flat_interface(这是一个flat网络),连接到nova-network所在的主机(控制节点);

2)网络控制器对外出网络流进行转发。

外网访问实例时:

1)网络控制器对floating ip进行nat;

2)通过flat网络将流入数据路由给对应的实例。

下图1、图2可以比较单网卡和双网卡的网络流(traffic)情况,图2、图3可以比较单节点和多节点的网络流。

图1:双网卡多节点OpenStack网络流


图2:单网卡多节点OpenStack网络流

图3:单网卡单节点OpenStack网络流


3、多节点时控制节点和计算节点的工作原理

控制节点:

1)在主机上创建一个网桥(br100),把网关ip赋给这个桥;如果已经有ip,会自动把这个ip赋给网桥作为网关,并修复网关;

2)建立dhcp server,监听这个网桥;并在数据库记录ip的分配和释放,从而判定虚拟机释放正常关闭dhcp;

3)监听到ip请求时,从ip池取出ip,响应这个ip给实例;

4)建立iptables规则,限制和开放与外网的通信或与其它服务的访问。


计算节点:

1)在主机上建立一个对应控制节点的网桥(br100),把其上实例(虚拟机)桥接到一个网络(br100所在的网络);

2)此后,这个桥、控制节点的桥和实例的虚拟网卡都在同一虚拟网络,通过控制节点对外访问。

可见,这种方式有以下特点:
1)所有实例与外网通信都经过网络控制器,这也就是SPoF(单故障点);

2)控制节点提供dhcp服务、nat、建立子网,作为虚拟网络的网关;

3)计算节点可以没有外网ip,同其上的实例一样,可以把控制节点作为网关对外访问;

4)实例与外网通信太多,会造成控制节点网络的堵塞或者高负载。

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