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LBaaS 实现机制 - 每天5分钟玩转 OpenStack（125）

上一节我们已经配置并测试 LBaaS，今天重点分析 Neutron 是如何用 Haproxy 来实现负责均衡的。 在控制节点上运行 ip netns，我们发现 Neutron 创建了新的 namespace qlbaas-xxx。 该 namespace 对应我们创建的 pool “web servers”。 其命名格式为 qlbaas-< pool ID>。 可以通过 ip a 查看其设置。 VIP 172.16.100.11 已经配置在 namespace interface 上。 在 subnet 的 Port 列表中也可以找到该 interface 的相应配置。 对于每一个 pool，Neutron 都会启动一个 haproxy 进程提供 load balancering 功能。 通过 ps 命令查找 haproxy 进程： haproxy 配置文件保存在 /opt/stack/data/neutron/lbaas/< pool ID>/conf 中。 查看 “web servers” 的配置内容： 可以看到： 1. frontend 使用的 HTTP 地址为 VIP:80 2. backend 使用的 HTTP 地址为 172.16.100.10:80 和 172.16.100.9:80 3. balance 方法为 roundrobin 这些内容与我们前面的配置一致。 以上就是 Neutron 实现 LBaaS 的理。下一节我们讨论如何通过 floating IP 访问 VIP。
2016-12-13
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理解 Neutron FWaaS - 每天5分钟玩转 OpenStack（117）

前面我们学习了安全组，今天学习另一个与安全相关的服务 -- FWaaS。理解概念 Firewall as a Service（FWaaS）是 Neutron 的一个高级服务。用户可以用它来创建和管理防火墙，在 subnet 的边界上对 layer 3 和 layer 4 的流量进行过滤。 传统网络中的防火墙一般放在网关上，用来控制子网之间的访问。 FWaaS 的原理也一样，是在 Neutron 虚拟 router 上应用防火墙规则，控制进出租户网络的数据。 FWaaS 有三个重要概念： Firewall、Policy 和 Rule。 Firewall租户能够创建和管理的逻辑防火墙资源。 Firewall 必须关联某个 Policy，因此必须先创建 Policy。 Firewall PolicyPolicy 是 Rule 的集合，Firewall 会按顺序应用 Policy 中的每一条 Rule。 Firewall RuleRule 是访问控制的规则，由源与目的子网 IP、源与目的端口、协议、allow 或 deny 动作组成。例如，我们可以创建一条 Rule，允许外部网络通过 ssh 访问租户网络中的 instance，端口为 22。 与 FWaaS 容易混淆的概念是安全组（Security Group）。 安全组的应用对象是虚拟网卡，由 L2 Agent 实现，比如 neutron_openvswitch_agent 和 neutron_linuxbridge_agent。安全组会在计算节点上通过 iptables 规则来控制进出 instance 虚拟网卡的流量。也就是说：安全组保护的是 instance。 FWaaS 的应用对象是 router，可以在安全组之前控制外部过来的流量，但是对于同一个 subnet 内的流量不作限制。也就是说：FWaaS 保护的是 subnet。 所以，可以同时部署 FWaaS 和安全组实现双重防护。 启用 FWaaS 因为 FWaaS 是在 router 中实现的，所以 FWaaS 没有单独的 agent。 已有的 L3 agent 负责提供所有 FWaaS 功能。 要启用 FWaaS，必须在 Neutron 的相关配置文件中做些设置。 配置 firewall driver Neutron 在 /etc/neutron/fwaas_driver.ini 文件中设置 FWaaS 使用的 driver。 如下图所示： 这里 driver 为 iptables。如果以后支持更多的 driver，可以在这里替换。 配置 Neutron 在 Neutron 配置文件 /etc/neutron/neutron.conf 中启用 FWaaS plugin。 配置完毕！下节我们开始创建 Firewall。
2016-11-24
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创建 floating IP - 每天5分钟玩转 OpenStack（106）

先复习一下前面我们讨论的知识。 当租户网络连接到 Neutron router，通常将 router 作为默认网关。当 router 接收到 instance 的数据包，并将其转发到外网时: 1. router 会修改包的源地址为自己的外网地址，这样确保数据包转发到外网，并能够从外网返回。 2. router 修改返回的数据包，并转发给真正的 instance。 这个行为被称作 Source NAT。 如果需要从外网直接访问 instance，则可以利用 floating IP。下面是关于 floating IP 必须知道的事实： 1. floating IP 提供静态 NAT 功能，建立外网 IP 与 instance 租户网络 IP 的一对一映射。 2. floating IP 是配置在 router 提供网关的外网 interface 上的，而非 instance 中。 3. router 会根据通信的方向修改数据包的源或者目的地址。 下面我们通过实验深入学习 floating IP。点击 Project -> Compute -> Access & Security 菜单，打开 Floating IPs 标签页。 点击 “Allocate IP To Project” 按钮。 floating IP Pool 为 ext_net，点击 “Allocate IP” 按钮。 从 Pool 中成功分配了一个 IP 10.10.10.3。 下面我们将它分配给 cirror-vm3，点击 “Associate” 按钮。 在下拉列表中选择 cirror-vm3，点击 “Associate” 按钮。 分配成功，floating IP 10.10.10.3 已经对应到 cirros-vm3 的租户 IP 172.16.101.3。 下一节我们将观察底层网络发生了怎样的变化，并分析 floating IP 是如何工作的。
2016-10-30
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Routing 功能概述 - 每天5分钟玩转 OpenStack（98）

路由服务（Routing）提供跨 subnet 互联互通功能。 例如前面我们搭建了实验环境： cirros-vm1 172.16.100.3 vlan100 cirros-vm3 172.16.101.3 vlan101 这两个 instance 要通信必须借助 router。 可以是物理 router 或者虚拟 router。 物理 router 使用物理 router，如下图所示： 接入的物理 router 有两个 interface ip： 172.16.100.1 对应 vlan100 的网关。 172.16.101.1 对应 vlan101 的网关。 当 cirros-vm1 要跟 cirros-vm3 通信时，数据包的流向是这样的： 1. 因为 cirros-vm1 的默认网关指向 172.16.100.1，cirros-vm1 发送到 cirros-vm3 的数据包首先通过 vlan100 的 interface 进入物理 router。 2. router 发现目的地址 172.16.101.3 与 172.16.101.1 为同一个 vlan，则从 vlan101 的 interface 发出。 3. 数据包经过 brq1d7040b8-01 最终到达 cirros-vm3。 虚拟 router 虚拟 router 的路由机制与物理 router 一样，只是由软件实现。 Neutron 两种方案都支持。如果要使用虚拟 router，需要启用 L3 agent。L3 agent 会在控制节点或者网络节点上运行虚拟 router，为 subnet 提供路由服务。 下节开始详细讨论 Neutron 的虚拟 router 实现。
2016-10-11
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配置 DHCP 服务 - 每天5分钟玩转 OpenStack（89）

前面章节我们看到 instance 在启动过程中能够从 Neutron 的 DHCP 服务获得 IP，本节将详细讨论其内部实现机制。 Neutron 提供 DHCP 服务的组件是 DHCP agent。 DHCP agent 在网络节点运行上，默认通过 dnsmasq 实现 DHCP 功能。 配置 DHCP agent DHCP agent 的配置文件位于 /etc/neutron/dhcp_agent.ini。 dhcp_driver使用 dnsmasq 实现 DHCP。 interface_driver使用 linux bridge 连接 DHCP namespace interface。 当创建 network 并在 subnet 上 enable DHCP 时，网络节点上的 DHCP agent 会启动一个 dnsmasq 进程为该 network 提供 DHCP 服务。 dnsmasq 是一个提供 DHCP 和 DNS 服务的开源软件。 dnsmasq 与 network 是一对一关系，一个 dnsmasq 进程可以为同一 netowrk 中所有 enable 了 DHCP 的 subnet 提供服务。 回到我们的实验环境，之前创建了 flat_net，并且在 subnet 上启用了 DHCP，执行 ps 查看 dnsmasq 进程，如下图所示： DHCP agent 会为每个 network 创建一个目录 /opt/stack/data/neutron/dhcp/，用于存放该 network 的 dnsmasq 配置文件。 下面讨论 dnsmasq 重要的启动参数： --dhcp-hostsfile存放 DHCP host 信息的文件，这里的 host 在我们这里实际上就是 instance。 dnsmasq 从该文件获取 host 的 IP 与 MAC 的对应关系。 每个 host 对应一个条目，信息来源于 Neutron 数据库。 对于 flat_net，hostsfile 是 /opt/stack/data/neutron/dhcp/f153b42f-c3a1-4b6c-8865-c09b5b2aa274/host，记录了 DHCP，cirros-vm1 和 cirros-vm2 的 interface 信息。 --interface指定提供 DHCP 服务的 interface。 dnsmasq 会在该 interface 上监听 instance 的 DHCP 请求。 对于 flat_net，interface 是 ns-19a0ed3d-fe。 或许大家还记得，之前我们看到的 DHCP interface 叫 tap19a0ed3d-fe（如下图所示），并非 ns-19a0ed3d-fe。 从名称上看，ns-19a0ed3d-fe 和 tap19a0ed3d-fe 应该存在某种联系，但那是什么呢？ 要回答这个问题，需要先搞懂一个概念：Linux Network Namespace，我们下一节详细讨论。
2016-09-20
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创建 flat network - 每天5分钟玩转 OpenStack（87）

上一节我们讨论了 flat network 的原理，今天就来创建 "flat_net" 并分析底层网络的实现。 打开菜单 Admin -> Networks，点击 “Create Network” 按钮。 显示创建页面。 Provider Network Type 选择 “Flat”。 Physical Network 填写 “default”，与 ml2_conf.ini 中 flat_networks 参数保持一致。 点击 “Create Network”，flat_net 创建成功。 点击 flat_net 链接，进入 network 配置页面，目前还没有 subnet，点击 “Create Subnet” 按钮。 设置 IP 地址为 “172.16.1.0/24”。 点击 “Next”，设置 IP 地址范围为 172.16.1.101-172.16.1.200。 点击 “Create”，subnet 创建成功。 底层网络发生了什么变化 执行 brctl show，查看控制节点当前的网络结构。 Neutron 自动新建了 flat_net 对应的网桥 brqf153b42f-c3，以及 dhcp 的 tap 设备 tap19a0ed3d-fe。 另外，tap19a0ed3d-fe 和物理网卡 eth1 都已经连接到 bridge。 此时 flat_net 结构如图所示： flat_net准备就绪，下一节将部署 instance 到此 flat 网络。
2016-09-15
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Service Plugin / Agent - 每天5分钟玩转 OpenStack（73）

Core Plugin/Agent 负责管理核心实体：net, subnet 和 port。而对于更高级的网络服务，则由 Service Plugin/Agent 管理。Service Plugin 及其 Agent 提供更丰富的扩展功能，包括路由，load balance，firewall等，如图所示： DHCPdhcp agent 通过 dnsmasq 为 instance 提供 dhcp 服务。 Routingl3 agent 可以为 project（租户）创建 router，提供 Neutron subnet 之间的路由服务。路由功能默认通过 IPtables 实现。 Firewalll3 agent 可以在 router 上配置防火墙策略，提供网络安全防护。 另一个与安全相关的功能是 Security Group，也是通过 IPtables 实现。 Firewall 与 Security Group 的区别在于： Firewall 安全策略位于 router，保护的是某个 project 的所有 network。 Security Group 安全策略位于 instance，保护的是单个 instance。 Firewall 与 Security Group 后面会详细分析。 Load BalanceNeutron 默认通过 HAProxy 为 project 中的多个 instance 提供 load balance 服务。 后面的章节会结合 linux bridge 和 open vswitch 详细讨论每一种 service。 至此，我们已经学习了 Core 和 Service Plugin/Agent，下一节将对 Neutron 架构做个小结。
2016-08-14
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Boot from Volume - 每天5分钟玩转 OpenStack（61）

Volume 除了可以用作 instance 的数据盘，也可以作为启动盘（Bootable Volume），那么如何使 volume 成为 bootable 呢？ 现在我们打开 instance 的 launch 操作界面。 这里有一个下拉菜单“Instance Boot Source”。以前我们 launch instance 要么直接从 image launch（Boot from image），要么从 instance 的 snapshot launch（Boot from snapshot）。 这两种 launch 方式下，instance 的启动盘 vda 均为镜像文件，存放路径为计算节点 /opt/stack/data/nova/instances/<Instance ID>/disk，例如： 下拉列表的后三项则可以将 volume 作为 instance 的启动盘 vda，分别为： Boot from volume直接从现有的 bootable volume launch Boot from image (create a new volume)创建一个新的 volume，将 image 的数据 copy 到 volume，然后从该 volume launch Boot from volume snapshot (create a new volume)通过指定的 volume snapshot 创建 volume，然后从该 volume launch，当然前提是该snapshot 对应的源 volume 是 bootable 的。 下面我们以 Boot from image (create a new volume)为例，看如何从 volume 启动。 选择 cirros 作为 image，instance 命名为“c3” 如果希望 terminate instance 的时候同时删除 volume，可以勾选“Delete on Terminate” c3 成功 Launch 后，volume 列表中可以看到一个新 bootable volume，以 volume ID 命名，并且已经 attach 到 c3。 该 volume 已经配置为 c3 的启动盘 vda。 如果用该 volume 创建 snapshot，之后就可以通过 Boot from volume snapshot (create a new volume) 部署新的 instance，这个操作留给大家练习。 这里再给大家留个练习：boot from volume 的 instance 也可以执行 live migrate，请大家思考一下 volume 是如何 migrate 到目标节点的，并通过日志验证。 到这里，cinder 的主要操作就讲解完了。前面的实验使用的是 LVM provider，cinder 当然也支持其他 provider。为了让大家对这点有感性认识，下一节我们将接入 NFS volume provider。
2016-07-17

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