深入了解OpenStack Neutron

一、OpenStack Neutron概覽

OpenStack Neutron是OpenStack的嵌入式網絡組件。它允許管理員和用戶創建和管理網絡。當用戶創建虛擬機時，Neutron可以為虛擬機分配IP地址和網絡。Neutron可以與多個網絡後端（例如Open vSwitch、LinuxBridge和物理硬件）一起使用，以便管理員可以選擇自己的網絡基礎架構。

OpenStack Neutron可以實現以下功能：

• 創建和管理虛擬網絡和子網
• 將虛擬機連接到網絡上
• 創建和管理路由器和VPN
• 啟用防火牆規則和負載均衡

下面我們將詳細介紹Neutron中的網絡組件。

二、網絡組件

1. 網絡和子網

在Neutron中，網絡和子網是互相關聯的。網絡是共享通信的基礎結構，而子網則定義了網絡中的IP地址範圍。網絡和子網在創建虛擬機和路由器時都有用處。

# 示例代碼：
$ neutron net-create my-network
$ neutron subnet-create --name my-subnet my-network 10.0.0.0/24

2. 路由器

路由器使得網絡分離和網絡互連變得可行。Neutron路由器允許管理員將虛擬機連接到外部網絡和互聯網，從而實現虛擬機與內外部的通信。路由器上的端口主要用於連接不同的網絡。

# 示例代碼：
$ neutron router-create my-router
$ neutron router-interface-add my-router my-subnet
$ neutron router-gateway-set my-router public-network

3. 端口

端口連接了虛擬機和網絡。Neutron端口在虛擬機啟動時動態創建，並將虛擬機連接到網絡上。端口也可以用來連接路由器和負載均衡器。

# 示例代碼：
$ neutron port-create --name web-port my-network --fixed-ip subnet-id=my-subnet-id

4. 負載均衡器

負載均衡器是一種將流量分配到多個虛擬機的組件。負載均衡器可以在Neutron網絡上部署，通常與OpenStack中的其他服務（例如Horizon）一起使用。

# 示例代碼：
$ neutron lbaas-loadbalancer-create --name my-lb my-network --vip-subnet-id my-vip-subnet-id

5. 防火牆

防火牆規則可以在網絡中實現安全控制。管理員可以在網絡中添加規則以限制入站和出站流量。

# 示例代碼：
$ neutron firewall-rule-create --name web-allow --protocol tcp --destination-port 80:80
$ neutron firewall-policy-create --firewall-rule web-allow --firewall-rule web-deny
$ neutron firewall-create --firewall-policy web-fw --router-id my-router-id

三、OpenStack Neutron網絡後端

Neutron支持多種網絡後端，包括Open vSwitch和LinuxBridge，也支持與真實硬件相連的物理網絡。

1. Open vSwitch

Open vSwitch是一個開源的軟件交換機，用於將虛擬機連接到虛擬網絡上。Open vSwitch可以在Linux操作系統上運行，並且為Neutron提供了基於軟件的網絡交換機。

# 示例代碼：創建Open vSwitch網絡後端
$ sudo apt-get install openvswitch-switch
$ sudo ovs-vsctl add-br br-ex
$ sudo ovs-vsctl add-port br-ext eth0

2. LinuxBridge

LinuxBridge是Linux內核中的網絡設備。它將虛擬機連接到虛擬網絡中。LinuxBridge在運行時不需要專門的硬件。

# 示例代碼：創建LinuxBridge網絡後端
$ sudo apt-get install bridge-utils
$ sudo brctl addbr br-ex
$ sudo brctl addif br-ex eth0

3. 真實硬件

Neutron還支持與真實硬件相連的網絡。當管理員希望將虛擬機連接到現有的網絡中時，這種方法非常實用。

# 示例代碼：使用真實硬件連接虛擬機
$ neutron net-create my-network --provider:network_type flat --provider:physical_network physnet1
$ neutron subnet-create my-network --name my-subnet --allocation-pool start=192.168.1.100,end=192.168.1.200 --gateway 192.168.1.1 192.168.1.0/24

四、Neutron插件

Neutron插件是用於將Neutron的API轉換到具體的網絡服務上的組件。在OpenStack中，有多個插件可用，包括OpenContrail、VMware NSX和Juno ML2等。

# 示例代碼：安裝OpenContrail
$ sudo apt-get install neutron-plugin-contrail
$ sudo vi /etc/neutron/neutron.conf
[DEFAULT]
...
core_plugin = neutron.plugins.ml2.plugin.Ml2Plugin
service_plugins = neutron.services.l3_router.l3_router_plugin.L3RouterPlugin
...

五、小結

OpenStack Neutron是OpenStack中的一個重要組件，它允許管理員和用戶創建和管理網絡。Neutron的網絡組件包括網絡、子網、路由器、端口、負載均衡器和防火牆。管理員可以選擇使用Open vSwitch、LinuxBridge或其他真實硬件來作為Neutron的網絡後端。Neutron插件可用於將Neutron的API轉換到具體的網絡服務上。