Neutron总结-OpenStack中的网络隔离
前言
最近，关于xx公有云的用户网络，由于隔离问题引发安全讨论，大家顿时对啥“经典网络”、“VPC”等概念兴趣大增，大家的热议中多次提到AWS的VPC，亚马逊的AWS怎么搞的，我们不得而知，但是我们可以聊聊OpenStack的，毕竟它一直在模仿AWS嘛。
“隔离”啥
首先，我们先搞清楚，所谓“隔离”，到底是在“隔”什么。
我们知道，计算机网络，是分层实现的，不同协议工作在不同层，这些层的设计、制定都有国际标准，按着OSI的分层模型，共有七个层，大家在讨论的隔离，通常指的是第2层，也叫“数据链路层”。
数据链路层的网络包，也叫“帧”，我们常说的网卡的MAC地址，就是帧的地址，MAC，其实是“媒体访问控制”（media access control）的简称，这是数据链路层的一个子层。
那为什么要在这个二层上搞隔离呢？
因为二层的帧，其中一些帧的地址是广播地址，在同一个二层的设备都可以、也必须接收这些帧，交换机一般认为工作在二层，对这些广播包，也都要转发，所以二层通常被称为一个“广播域”，这就好比大家在一个教室里，都能互相看到，除非分隔到不同的教室。
OpenStack的玩法
openstack的neutron负责为虚拟机提供网络，而且openstack是假设多租户的，那多租户之间的隔离问题，它当然要提供支持，下面我们就看一下neutron是怎么实现的。
平坦网络
neutron中创建的网络是有“type”的，其中最基础的一种type就是“flat”，顾名思义，“平坦”就是指都在一个空间下，也就是没有做二层上的隔离，虚拟机都在同一个二层，同一个广播域。
从网上找了个示意图：
这种”平坦“的大二层网络，虽然实现、管理相对简单，但也会有诸多问题，除了安全方面，还有广播风暴等问题。
单个大二层网络，就好比整个学校的人都在一个大礼堂，大家都能看到，而且万一谁得了传染病，大家都被传染，要想隔离，可以把人分散到各个教室。
VLAN隔离网络
neutron中创建”vlan“这种类型的网络，就是主要使用的二层隔离方案，VLAN（虚拟局域网）本身就是交换机广泛使用的二层隔离技术。
示意图大概这样：
这就好比把整个学校的人，从大礼堂，分隔到了不同的教室，同一个教室的人互相可见，不同教室的人不可见。
但这种方案也有一定的局限性，首先管理相对麻烦，需要配合设置物理交换机，另外VLAN的可用数量有限制，VLAN的ID号仅有四千多个，我们假设每个租户分配1个VLAN，那最多也就能支持四千多个租户。
OverLay网络
overlay（覆盖）网络，所谓”覆盖“，大体上指”在一层上面覆盖另一层，也可以说是用一层载着另一层移动“，VXLAN是最常见的协议，它是把虚拟机的二层的帧，在宿主机上用UDP包裹起来，然后以宿主机的IP，必要的话，经过3层的路由，到达目的宿主机，然后再解封，把内包裹的二层帧，输送给目的虚拟机。
有点抽象？我们先看看VXLAN的包结构，就知道”包裹“是啥意思了：
那个”Inner Frame“就是被包裹的虚拟机的二层的包。
最终封装完的包，外层的源IP、目的IP地址，都是宿主机的，所以只要宿主机之间互通（3层可达），被封装的内层帧就可以被运输：
那这种方案有什么优点呢？
主要的：
- vxlan的范围足够大，一千六百多万，租户随便用
- 因为是完全隔离的，租户可以随意定义自己的网络，哪怕和其他租户的IP段重叠都没有关系，比如上图中，租户A的网络，与租户B的网络
- 如果通过一定技术实现支持3层路由器，租户可以将自己的网络，随意组织自己的网络拓扑，比如上图中，租户A的两个网络，连接到一个路由器（可以是虚拟的）上
关于上面提的第三点，在neutron中大概是这样的：
VPC
最后，那到底啥是VPC呢？
很明确的告诉你，上面这个图就是VPC！
VPC（virtual private cloud），不是个技术专有名词，而是亚马逊AWS创造的一个产品层面的名词。
租户网络彻底隔离、IP段都能重叠、路由器、网络拓扑都能由自己定义，这还不是”虚拟私有云“吗！
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