CLOUDCOMPUTING安裝網(wǎng)絡(luò)服務(wù)NeutronOpenStack云計算平臺通過Nova計算組件來創(chuàng)建和管理虛擬云主機(jī)，這些虛擬的云主機(jī)只能存在于網(wǎng)絡(luò)中，用戶必須通過網(wǎng)絡(luò)才能使用它。OpenStack的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)Neutron，主要功能是建立和定義網(wǎng)絡(luò)連接，與OpenStack計算服務(wù)交互，實現(xiàn)虛擬云主機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接。本項目主要學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)Neutron的基本概念、基礎(chǔ)架構(gòu)、工作流程、安裝與配置等。項目四云計算基礎(chǔ)架構(gòu)平臺應(yīng)用任務(wù)：一Neutron概況二Neutron組件架構(gòu)與工作流程三安裝和配置Neutron任務(wù)一Neutron概況網(wǎng)絡(luò)是OpenStack重要資源之一，云主機(jī)依靠網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互相連通。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式通常手動配置和維護(hù)各種硬件設(shè)備來實現(xiàn)，在云環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)更加復(fù)雜，要求快速響應(yīng)業(yè)務(wù)變化，因此SDN（software-definednetworking，軟件定義網(wǎng)絡(luò)）所具有的靈活性和自動化優(yōu)勢使其成為云環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)管理的主流技術(shù)，Neutron就是其中之一，在虛擬計算環(huán)境中提供網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)（NaaS），本任務(wù)中將學(xué)習(xí)Neutron的基本功能。1.Neutron基本功能OpenStack的早期版本中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)由Nova的一個單獨模塊“nova-network”實現(xiàn)。該方案支持的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)無法適應(yīng)大規(guī)模、高密度和多項目的云計算場景。隨著對網(wǎng)絡(luò)功能需求的日趨復(fù)雜，Quantum項目取代了“nova-network”模塊，它就是Neutron的前身，后來更名為Neutron。Neutron的設(shè)計目的是實現(xiàn)云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)，遵循基于SDN實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化的原則，充分利用Linux系統(tǒng)中各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為OpenStack平臺提供網(wǎng)絡(luò)支持，包括二層交換、三層路由、負(fù)載均衡、防火墻和VPN等。Neutron負(fù)責(zé)虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的創(chuàng)建和管理，這些虛擬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括網(wǎng)橋、網(wǎng)絡(luò)、子網(wǎng)、端口等。Neutron概況2.Neutron網(wǎng)絡(luò)類型Neutron概況Neutron支持多種類型的Network。不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)代表了不用的網(wǎng)絡(luò)類型。Local：本地網(wǎng)絡(luò)，只允許在本服務(wù)器內(nèi)通信的虛擬網(wǎng)絡(luò)，不支持跨服務(wù)器的通信。主要用于單節(jié)點上測試。Flat：基于不使用VLAN的物理網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)。每個物理網(wǎng)絡(luò)最多只能實現(xiàn)一個Flat虛擬網(wǎng)絡(luò)。不支持二層隔離，所有虛擬機(jī)都在一個廣播域中。Flat網(wǎng)絡(luò)中的實例（instance）能與位于同一網(wǎng)絡(luò)的實例（instance）通信，并且可以跨多個節(jié)點。容易產(chǎn)生廣播風(fēng)暴，能容納的云主機(jī)數(shù)量不太多。VLAN：基于物理VLAN網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)。多個VLAN網(wǎng)絡(luò)相互隔離。每個支持VLAN網(wǎng)絡(luò)的物理網(wǎng)絡(luò)可以被視為一個分離的VLAN中繼，使用一組獨占的VLANID。同一VLAN的云主機(jī)可以通信，不同VLAN的云主機(jī)通過路由通信。VLAN網(wǎng)絡(luò)可跨節(jié)點，是應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)類型，但是無法滿足超大規(guī)模用戶需求。GRE：使用GRE封裝網(wǎng)絡(luò)包的虛擬網(wǎng)絡(luò)。GRE封裝的數(shù)據(jù)包基于IP路由表來進(jìn)行路由，因此GRE網(wǎng)絡(luò)不和具體的物理網(wǎng)絡(luò)綁定。VXLAN：基于VXLAN實現(xiàn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)。同GRE網(wǎng)絡(luò)一樣，VXLAN網(wǎng)絡(luò)中IP包的路由基于IP路由表，不和具體物理網(wǎng)絡(luò)綁定。任務(wù)二Neutron組件架構(gòu)與工作流程本任務(wù)主要介紹Neutron基本組件和架構(gòu)，并分析Neutron的工作流程。Neutron采用分布式架構(gòu)，由多個組件共同對外提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。Neutron由對外提供服務(wù)的Neutron服務(wù)模塊“neutron-server”、任意數(shù)量的插件“neutron-plugin”和與插件相對應(yīng)的代理“neutron-agent”組成。1.Neutron組件NeutronServer：對外提供OpenStack網(wǎng)絡(luò)API，接收請求，并調(diào)用Plugin處理請求。Plugin：處理NeutronServer發(fā)來的請求，維護(hù)OpenStack邏輯網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，并調(diào)用Agent處理請求。Agent：處理Plugin的請求，負(fù)責(zé)在NetworkProvider上真正實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)功能。Provider：提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的虛擬或者物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，比如Linux。Bridge：OpenvSwitch或者其他支持Neutron的物理交換機(jī)。Queue：NeutronServer、Plugin和Agent之間通過MessagingQueue通信和調(diào)用。Database：存放OpenStack的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，包括Network、Subnet、Port、Router等。Neutron組件架構(gòu)與工作流程2.Neutron架構(gòu)與工作流程Neutron組件架構(gòu)與工作流程2.Neutron架構(gòu)與工作流程下面我們參照Neutron架構(gòu)圖，來分析Neutron工作流程。第一步：用戶通過OpenStackDashboard或命令行工具創(chuàng)建一個虛擬網(wǎng)絡(luò)，指定網(wǎng)絡(luò)名稱、子網(wǎng)信息、路由器等。NeutronAPI接收到創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)的請求，將其發(fā)送到NeutronServer。第二步：NeutronServer根據(jù)請求內(nèi)容，通過消息隊列通知給對應(yīng)的“neutron-plugin”插件。NeutronPlugin接收到請求后，將需要創(chuàng)建的虛擬網(wǎng)絡(luò)的信息（名稱、ID等）保存到數(shù)據(jù)庫中，并通過消息隊列通知運行在各個節(jié)點上的“neutron-agent”代理。第三步：“neutron-agent”代理收到消息后會在節(jié)點上創(chuàng)建對應(yīng)設(shè)備，例如虛擬網(wǎng)絡(luò)、子網(wǎng)、路由器等，并將結(jié)果通過消息隊列返回給NeutronPlugin。第四步：NeutronPlugin通過消息隊列將結(jié)果返回給NeutronServer，NeutronServer將結(jié)果返回給用戶。Neutron組件架構(gòu)與工作流程任務(wù)三安裝和配置Neutron通過前述任務(wù)的學(xué)習(xí)，讀者了解了Neutron的基本功能和組件架構(gòu)。本任務(wù)將詳細(xì)講解如何在控制節(jié)點和計算節(jié)點分別安裝和配置Neutron網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并完成服務(wù)是否正確安裝的檢測與驗證。我們在controller節(jié)點執(zhí)行如下命令，來安裝Neutron服務(wù)：iaas-install-neutron-controller.sh安裝和配置Neutron1.安裝與配置控制節(jié)點的Neutron網(wǎng)絡(luò)服務(wù)下面我們來分析一下iaas-install-neutron-controller.sh中的重要內(nèi)容：安裝和配置Neutron1.安裝和配置控制節(jié)點的Neutron服務(wù)2source/etc/openstack/openrc.sh3source/etc/keystone/admin-openrc.sh分別將OpenStack和Keystone的環(huán)境變量導(dǎo)入當(dāng)前shell中6mysql-uroot-p$DB_PASS-e"createdatabaseIFNOTEXISTSneutron;"在MySQL數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建名為neutron的數(shù)據(jù)庫7mysq-p$DB_PASS-e"GRANTALLPRIVILEGESONl-urootneutron.*TO'neutron'@'localhost'IDENTIFIEDBY'$NEUTRON_DBPASS';"8mysql-uroot-p$DB_PASS-e"GRANTALLPRIVILEGESONneutron.*TO'neutron'@'%'IDENTIFIEDBY'$NEUTRON_DBPASS';"授予本地和遠(yuǎn)程neutron用戶訪問neutron數(shù)據(jù)庫的所有權(quán)限，以便確保neutron服務(wù)可以正常地運行下面我們來分析一下iaas-install-neutron-controller.sh中的重要內(nèi)容：安裝和配置Neutron1.安裝和配置控制節(jié)點的Neutron服務(wù)11openstackusercreate--domain$DOMAIN_NAME--password$NEUTRON_PASSneutron創(chuàng)建neutron用戶，并將其添加到OpenStack配置文件中配置的域中13openstackroleadd--projectservice--userneutronadmin將neutron用戶添加到項目service中，并設(shè)置為admin角色15openstackservicecreate--nameneutron--description"OpenStackNetworking"network創(chuàng)建neutron服務(wù)實體下面我們來分析一下iaas-install-neutron-controller.sh中的重要內(nèi)容：安裝和配置Neutron1.安裝和配置控制節(jié)點的Neutron服務(wù)17openstackendpointcreate--regionRegionOnenetworkpublichttp://$HOST_NAME:969618openstackendpointcreate--regionRegionOnenetworkinternalhttp://$HOST_NAME:969619openstackendpointcreate--regionRegionOnenetworkadminhttp://$HOST_NAME:9696創(chuàng)建相應(yīng)的服務(wù)端點下面我們來分析一下iaas-install-neutron-controller.sh中的重要內(nèi)容：安裝和配置Neutron1.安裝和配置控制節(jié)點的Neutron服務(wù)21#neutroninstall22yuminstallopenstack-neutronopenstack-neutron-ml2openstack-neutron-linuxbridgeebtables-y安裝了Neutron相關(guān)軟件包。安裝了neutron服務(wù)及其相關(guān)組件，以便在OpenStack中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)虛擬化和管理25if[[`ipa|grep-w$INTERFACE_IP|grep-w$INTERFACE_NAME`='']];then26cat>/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-$INTERFACE_NAME<<EOF27DEVICE=$INTERFACE_NAME28TYPE=Ethernet29BOOTPROTO=none30ONBOOT=yes31EOF第25行，檢查網(wǎng)絡(luò)接口是否已配置，如果沒有配置，則根據(jù)OpenStack的配置文件中配置的網(wǎng)絡(luò)接口名稱，將第27行到第30行的內(nèi)容寫入網(wǎng)絡(luò)接口配置文件下面我們來分析一下iaas-install-neutron-controller.sh中的重要內(nèi)容：安裝和配置Neutron1.安裝和配置控制節(jié)點的Neutron服務(wù)32ifup$INTERFACE_NAME配置文件生成完成后，加載網(wǎng)絡(luò)接口配置文件。以應(yīng)用新的網(wǎng)絡(luò)接口配置35#/etc/neutron/neutron.conf36crudini--set/etc/neutron/neutron.confdatabaseconnectionmysql+pymysql://neutron:$NEUTRON_DBPASS@$HOST_NAME/neutron......69crudini--set/etc/neutron/neutron.confoslo_concurrencylock_path/var/lib/neutron/tmp通過設(shè)置Neutron服務(wù)的配置文件/etc/neutron/neutron.conf中的各種參數(shù)，以使得Neutron服務(wù)能夠正常運行。這些參數(shù)包括數(shù)據(jù)庫連接、核心插件、服務(wù)插件、消息隊列、認(rèn)證策略、Keystone認(rèn)證參數(shù)、Nova通知、Nova認(rèn)證參數(shù)以及oslo_concurrency參數(shù)等下面我們來分析一下iaas-install-neutron-controller.sh中的重要內(nèi)容：安裝和配置Neutron1.安裝和配置控制節(jié)點的Neutron服務(wù)71#/etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini72crudini--set/etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.iniml2type_driversflat,vlan,vxlan,gre,local73crudini--set/etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.iniml2tenant_network_typesvxlan74crudini--set/etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.iniml2mechanism_driverslinuxbridge,l2population......79crudini--set/etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.inisecuritygroupenable_ipsettrue配置Neutron的ML2插件配置文件/etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini中的各種參數(shù)，使得ML2插件能夠正常運行。這些參數(shù)包括type_drivers，tenant_network_types，mechanism_drivers，extension_drivers，flat_networks，network_vlan_ranges，vni_ranges，以及enable_ipset等下面我們來分析一下iaas-install-neutron-controller.sh中的重要內(nèi)容：安裝和配置Neutron1.安裝和配置控制節(jié)點的Neutron服務(wù)81#/etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini82crudini--set/etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.inilinux_bridgephysical_interface_mappingsprovider:$INTERFACE_NAME......93sysctl-p94sysctlnet.bridge.bridge-nf-call-iptables95sysctlnet.bridge.bridge-nf-call-ip6tables設(shè)置Linuxbridge插件的配置文件/etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini中的各種參數(shù)，以使Linuxbridge插件能夠正常運行。這些參數(shù)包括physical_interface_mappings，enable_vxlan，local_ip，l2_population，enable_security_group和firewall_driver等下面我們來分析一下iaas-install-neutron-controller.sh中的重要內(nèi)容：安裝和配置Neutron1.安裝和配置控制節(jié)點的Neutron服務(wù)101crudini--set/etc/neutron/dhcp_agent.iniDEFAULTinterface_driverlinuxbridge102crudini--set/etc/neutron/dhcp_agent.iniDEFAULTdhcp_driverneutron.agent.linux.dhcp.Dnsmasq103crudini--set/etc/neutron/dhcp_agent.iniDEFAULTenable_isolated_metadatatrue設(shè)置DHCPAgent配置文件/etc/neutron/dhcp_agent.ini。這些參數(shù)包括dhcp_driver和enable_isolated_metadata等。并啟用了隔離元數(shù)據(jù)98crudini--set/etc/neutron/l3_agent.iniDEFAULTinterface_driverlinuxbridge設(shè)置L3Agent配置文件/etc/neutron/l3_agent.ini，配置interface_driver參數(shù)，使用linuxbridge驅(qū)動下面我們來分析一下iaas-install-neutron-controller.sh中的重要內(nèi)容：安裝和配置Neutron1.安裝和配置控制節(jié)點的Neutron服務(wù)105#/etc/neutron/metadata_agent.ini106crudini--set/etc/neutron/metadata_agent.iniDEFAULTnova_metadata_host$HOST_NAME107crudini--set/etc/neutron/metadata_agent.iniDEFAULTmetadata_proxy_shared_secret$METADATA_SECRET設(shè)置MetadataAgent的配置文件/etc/neutron/metadata_agent.ini中的各種參數(shù)，以使得MetadataAgent能夠正常運行。這些參數(shù)包括nova_metadata_host和metadata_proxy_shared_secret等下面我們來分析一下iaas-install-neutron-controller.sh中的重要內(nèi)容：安裝和配置Neutron1.安裝和配置控制節(jié)點的Neutron服務(wù)109#/etc/nova/nova.conf110crudini--set/etc/nova/nova.confneutronauth_urlhttp://$HOST_NAME:5000111crudini--set/etc/nova/nova.confneutronauth_typepassword112crudini--set/etc/nova/nova.confneutronproject_domain_name$DOMAIN_NAME......119crudini--set/etc/nova/nova.confneutronmetadata_proxy_shared_secret$METADATA_SECRET設(shè)置Nova的配置文件/etc/nova/nova.conf中關(guān)于neutron網(wǎng)絡(luò)部分的各種參數(shù)，以使得Nova能夠正常聯(lián)網(wǎng)運行下面我們來分析一下iaas-install-neutron-controller.sh中的重要內(nèi)容：安裝和配置Neutron1.安裝和配置控制節(jié)點的Neutron服務(wù)121#suneutronmysql122ln-s/etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini/etc/neutron/plugin.ini123su-s/bin/sh-c"neutron-db-manage--config-file/etc/neutron/neutron.conf--config-file/etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.iniupgradehead"neutron......127systemctlstartneutron-server.serviceneutron-linuxbridge-agent.serviceneutron-dhcp-agent.serviceneutron-metadata-agentneutron-l3-agent執(zhí)行一系列操作來啟用和配置Neutron服務(wù)。然后創(chuàng)建一個軟鏈接，將ml2_conf.ini鏈接到plugin.ini文件。接著使用neutron-db-manage命令執(zhí)行數(shù)據(jù)庫升級。最后啟用并啟動一系列Neutron服務(wù)我們在compute節(jié)點執(zhí)行如下命令，來安裝Neutron服務(wù)：iaas-install-neutron-compute.sh安裝和配置Neutron2.安裝與配置計算節(jié)點的Neutron網(wǎng)絡(luò)服務(wù)下面我們來分析一下iaas-install-neutron-compute.sh中的重要內(nèi)容：安裝和配置Neutron2.安裝和配置計算節(jié)點的Neutron服務(wù)2source/etc/openstack/openrc.sh加載OpenStack配置文件的環(huán)境變量5yuminstall-yopenstack-neutron-linuxbridgeebtablesipset使用yum命令安裝Neutron服務(wù)以及相關(guān)的軟件包8if[[`ipa|grep-w$INTERFACE_IP|grep-w$INTERFACE_NAME`='']];then9cat>/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-$INTERFACE_NAME<<EOF......15ifup$INTERFACE_NAME16fi判斷如果當(dāng)前機(jī)器的IP地址和接口名稱沒有匹配，則創(chuàng)建一個名為ifcfg-$INTERFACE_NAME的文件，并設(shè)置DEVICE，TYPE，BOOTPROTO和ONBOOT參數(shù)。最后重啟網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，以確保網(wǎng)絡(luò)配置生效完成了加載下面我們來分析一下iaas-install-neutron-compute.sh中的重要內(nèi)容：安裝和配置Neutron2.安裝和配置計算節(jié)點的Neutron服務(wù)19crudini--set/etc/neutron/neutron.confDEFAULTtransport_urlrabbit://$RABBIT_USER:$RABBIT_PASS@$HOST_NAME20crudini--set/etc/neutron/neutron.confDEFAULTauth_strategykeystone......30crudini--set/etc/neutron/neutron.confkeystone_authtokenpassword$NEUTRON_PASS3132crudini--set/etc/neutron/neutron.confoslo_concurrencylock_path/var/lib/neutron/tmp配置Neutron服務(wù)的/etc/neutron/neutron.conf文件。設(shè)置了不同的參數(shù)，包括消息隊列的URL、身份認(rèn)證策略、身份認(rèn)證服務(wù)的URL、memcached服務(wù)器的地址、身份認(rèn)證類型、項目域名、用戶域名、項目名稱、用戶名和密碼，以及鎖文件的路徑。這些參數(shù)的值是從環(huán)境變量中獲取的下面我們來分析一下iaas-install-neutron-compute.sh中的重要內(nèi)容：安裝和配置Neutron2.安裝和配置計算節(jié)點的Neutron服務(wù)34#/etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini35crudini--set/etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.inilinux_bridgephysical_interface_mappingsprovider:$INTERFACE_NAME......40crudini--set/etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.inisecuritygroupfirewall_driverneutron.agent.linux.iptables_firewall.IptablesFirewallDriver完成LinuxBridge插件/etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini文件配置下面我們來分析一下iaas-install-neutron-compute.sh中的重要內(nèi)容：安裝和配置Neutron2.安裝和配置計算節(jié)點的Neutron服務(wù)43modprobebr_netfilter通過使用modprobe命令加載br_netfilter內(nèi)核模塊44echo'net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1'>>/etc/sysctl.conf45echo'net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1'>>/etc/sysctl.conf使用echo命令將net.bridge.bridge-nf-call-iptables和net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables參數(shù)的值設(shè)置為1，并寫入/etc/sysctl.conf文件46sysctl-p47sysctlnet.bridge.bridge-nf-call-iptabl