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Linux是一款開源及免費(fèi)的操作系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)棧技術(shù)是世界領(lǐng)先的。在網(wǎng)絡(luò)通信中，網(wǎng)絡(luò)棧是一個(gè)非常重要的組件，它是完成網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)。是網(wǎng)絡(luò)工程師以及系統(tǒng)運(yùn)維人員必須要掌握的知識(shí)。
1. 操作系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)棧
操作系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)棧指的是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，它負(fù)責(zé)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信。Linux中的網(wǎng)絡(luò)棧實(shí)現(xiàn)了全部的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并提供了套接字編程接口，使得應(yīng)用程序可以使用網(wǎng)絡(luò)通信。Linux默認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)棧實(shí)現(xiàn)了以下協(xié)議：IP、TCP、UDP以及ICMP等。通過這些協(xié)議，Linux的網(wǎng)絡(luò)?？梢詫?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸、路由以及網(wǎng)絡(luò)管理等功能。
2. 網(wǎng)絡(luò)棧的組成
網(wǎng)絡(luò)棧通常由以下組成部分構(gòu)成：
2.1 網(wǎng)絡(luò)接口
物理網(wǎng)絡(luò)接口是一個(gè)計(jì)算機(jī)連接到網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)，即網(wǎng)卡。在Linux中，每一個(gè)接口都有相應(yīng)的虛擬設(shè)備，這個(gè)設(shè)備叫做網(wǎng)卡設(shè)備。通常來說，網(wǎng)絡(luò)棧會(huì)處理多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)。網(wǎng)卡設(shè)備是通過驅(qū)動(dòng)程序和網(wǎng)絡(luò)棧交流的。
2.2 協(xié)議棧
協(xié)議棧是網(wǎng)絡(luò)棧最核心的部分。它通過不同的協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和傳輸。在Linux中，協(xié)議棧通常包括傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層。
2.3 套接字接口
套接字是操作系統(tǒng)提供的應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)接口，允許應(yīng)用程序通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。套接字接口是操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的接口，也是應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)進(jìn)行通信的接口。在Linux中，套接字接口是通訊鏈路的更高層。
3. Linux網(wǎng)絡(luò)棧的特點(diǎn)
3.1 支持多種傳輸層協(xié)議
Linux網(wǎng)絡(luò)棧支持多種傳輸層協(xié)議，包括TCP和UDP。這些協(xié)議可以被用于不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景，在Linux下以套接字的形式暴露給應(yīng)用程序編程接口使用。
3.2 路由功能強(qiáng)大
Linux網(wǎng)絡(luò)棧在路由功能上非常強(qiáng)大，可以處理復(fù)雜的路由表和路由規(guī)則。路由功能可以使得Linux的網(wǎng)絡(luò)通信更加的高效。
3.3 支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
Linux網(wǎng)絡(luò)棧支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，包括IP、TCP、UDP和ICMP等協(xié)議。這些協(xié)議可以使得Linux更好地支持不同的應(yīng)用場(chǎng)景，在網(wǎng)絡(luò)通信中具有更高的靈活性。
4. Linux網(wǎng)絡(luò)棧的調(diào)優(yōu)
網(wǎng)絡(luò)棧的性能對(duì)于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的運(yùn)行非常重要。在Linux中，可以通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)棧的參數(shù)來優(yōu)化性能。
4.1 設(shè)置TCP窗口大小
TCP窗口大小是指接收方可以接收的數(shù)據(jù)大小。通過設(shè)置TCP窗口大小來增加網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。
4.2 設(shè)置更大連接數(shù)和超時(shí)
在Linux中，可以通過設(shè)置更大連接數(shù)和超時(shí)時(shí)間來調(diào)整其網(wǎng)絡(luò)棧的性能。通常來說，更高的更大連接數(shù)和更短的超時(shí)時(shí)間可以提高網(wǎng)絡(luò)棧的性能。
5.
網(wǎng)絡(luò)棧是Linux操作系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)組成部分，它負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提供套接字接口以及完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。Linux網(wǎng)絡(luò)棧的特點(diǎn)包括：支持多種傳輸層協(xié)議、路由功能強(qiáng)大以及支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。如果要在網(wǎng)絡(luò)通信上取得更高的性能，可以通過調(diào)整TCP窗口大小、設(shè)置更大連接數(shù)和超時(shí)時(shí)間等方式來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)棧的優(yōu)化。，有助于理解Linux操作系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信，更好地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開發(fā)和優(yōu)化。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- 玩轉(zhuǎn) OpenStack（八.1）Linux Bridge 實(shí)現(xiàn) Neutron 網(wǎng)絡(luò)之Local、Flat、VLAN、DHCP
- 什么是OpenStack？
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玩轉(zhuǎn) OpenStack（八.1）Linux Bridge 實(shí)現(xiàn) Neutron 網(wǎng)絡(luò)之Local、Flat、VLAN、DHCP
Neutron 默認(rèn)使用 ML2 作為 core plugin，配置文件 /etc/neutron/neutron.conf 中 core_plugin
計(jì)算節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)都需要在各自的 neutron.conf 中配置 core_plugin
然后配置 ML2 的配置文件 /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini 中 mechani_drivers
mechani_drivers 可以同時(shí)指定多個(gè)。這里只指定了一個(gè)。
查看 linuxbridge 進(jìn)程
控制節(jié)點(diǎn)：
計(jì)算節(jié)點(diǎn)：
在 Linux Bridge 環(huán)境中，一個(gè)數(shù)據(jù)包從 Instance 發(fā)送到物理網(wǎng)卡會(huì)經(jīng)過下面幾個(gè)類型的設(shè)備：
對(duì)于每個(gè) local network，ML2 linux-bridge 會(huì)創(chuàng)建一個(gè) bridge，Instance 的 tap 設(shè)備會(huì)連接到 bridge。位于同一個(gè) local network 的 Instance 會(huì)連接到相同的 bridge，這樣 Instance 之間就可以通訊了。
因?yàn)?local network 沒有與物理網(wǎng)卡相連，所以 Instance 無法與宿主機(jī)之外的網(wǎng)絡(luò)通信。
同時(shí)因?yàn)槊總€(gè) local network 有自己的 bridge，bridge 之間是沒有連通的，所以兩個(gè) local network 之間是不通的。
ML2 配置文件 /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini
type_drivers ML2 加載網(wǎng)絡(luò)類型。
tenant_network_types 普通用戶在自己的 Tenant（Project）中創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)時(shí)，默認(rèn)創(chuàng)建哪種 type 的網(wǎng)絡(luò)。
tenant_network_types = vlan, local 意思是當(dāng)沒有 vlan 可創(chuàng)建時(shí)，使用 local。
檢測(cè) Neutron Agent 是否正常 管理員 –> 系統(tǒng) –> 系統(tǒng)信息 –> 網(wǎng)絡(luò)代理
從用戶管理創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)
創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò) 項(xiàng)目 –> 網(wǎng)絡(luò) –> 網(wǎng)絡(luò)
填寫網(wǎng)絡(luò)名稱
填寫子網(wǎng)信息。 網(wǎng)關(guān) IP 可以不用填寫。默認(rèn)為子網(wǎng)地址的之一個(gè) IP。即：172.16.10.1
添加子網(wǎng) IP 范圍。
點(diǎn)擊網(wǎng)絡(luò)名稱，進(jìn)去相信信息，可以看到子網(wǎng)和端口信擾旦息等。
可以看到在端口中已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè) port，名為 “(c45b69e6-04ba)”，IP 為 172.16.10.2。遲晌連接設(shè)備為 “network:dhcp”。
打開控制節(jié)點(diǎn)終端，使用 brctl show 查看 linux bridge 的狀態(tài)。
可以看到 bridge 設(shè)備 brqd2fd4378-9e 和 tap 設(shè)備 tapc45b69e6-04
創(chuàng)建 Instance 并選擇剛剛創(chuàng)建的網(wǎng)絡(luò)。
創(chuàng)建 Instance 成功后可以發(fā)現(xiàn)已經(jīng)分配 IP 地碼李鋒址。
在底層中 Neutron 會(huì)在 subnet 中創(chuàng)建一個(gè) port，分配 IP 和 MAC 地址，并將 port 分配給 test。如下圖
點(diǎn)進(jìn)去可以看到詳情
在宿主機(jī)上執(zhí)行 brctl show 可以查看 bridge 的配置。
可以看到 bridge brqd2fd4378-9e 上連接了一個(gè)新的 tap 設(shè)備。
查看 Instance 信息。使用 virsh list 查看 Instance 運(yùn)行中的列表。
使用 virsh edit 1 查看配置信息。
配置信息省略很多。重要的放在上面。
是 Instance 網(wǎng)卡的 MAC 地址
是 Instance 虛擬網(wǎng)卡信息
ping test1 的 IP 地址發(fā)現(xiàn)是可以 ping 通。
查看 brctl show
發(fā)現(xiàn) brqd2fd4378-9e 中又計(jì)入進(jìn)來一個(gè) VIF，因?yàn)閮蓚€(gè) VIF 掛載在同一個(gè) Linux Bridge 上，所以可以通訊。
結(jié)構(gòu)如下：
如果新分的 Instance 在計(jì)算節(jié)點(diǎn)中。不在控制節(jié)點(diǎn)。他們之間將不在互通。
因?yàn)?DHCP agent 在控制節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，test2 在計(jì)算節(jié)點(diǎn)的 local 網(wǎng)絡(luò)上，兩者位于不同物理節(jié)點(diǎn)。由于 local 網(wǎng)絡(luò)的流量只能局限在本節(jié)點(diǎn)之內(nèi)，發(fā)送的請(qǐng)求無法到達(dá)計(jì)算節(jié)點(diǎn)。
上圖 物理網(wǎng)卡 eth1 橋接到 brqXXXX，為 Instance 提供 flat 網(wǎng)絡(luò)。
下圖 創(chuàng)建多個(gè) flat Network，就要準(zhǔn)備多個(gè)物理機(jī)網(wǎng)卡。
在 /etc/neutron/plugins/ml2/ml2.conf.ini 配置文件中，修改 tenant_network_types 參數(shù)為 flat
：這里是指定普通用戶使用 flat。因?yàn)?flat 網(wǎng)絡(luò)與物理網(wǎng)卡一一對(duì)應(yīng)。一般情況下租戶網(wǎng)絡(luò)不采用 flat。
flat_networks 定義一個(gè) flat 網(wǎng)絡(luò)，label 為 “default”
通過 physical_interface_mappings 指名 default 對(duì)應(yīng)的物理網(wǎng)卡為 ens35
例如：對(duì)于 label 為 “default” 的 flat network，節(jié)點(diǎn) A 可能使用 ens35，配置為：
而 B 節(jié)點(diǎn)則可以使用 ens33，配置為：
創(chuàng)建 flat 網(wǎng)絡(luò)
綁定子網(wǎng)
查看 控制節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)
Neutron 自動(dòng)新建了 flat_net 對(duì)應(yīng)的網(wǎng)橋 brq9e3013c8-93，以及 dhcp 的 tap 設(shè)備 tapa。
此時(shí) tapa 和物理網(wǎng)卡 ens35 都已經(jīng)連接到網(wǎng)橋 brq9e3013c8-93 上。
可以看到 Instance 的 tap 設(shè)備 tapc1241c3f-cb 已經(jīng)連接到網(wǎng)橋
配置文件 /etc/neutron/dhcp_agent.ini 中的 dhcp_driver 和 interface_driver
dnasq 是一個(gè)提供 DHCP 和 DNS 服務(wù)的開源軟件。
在實(shí)現(xiàn)環(huán)境中使用 ps 命令可以查看到 dnasq 進(jìn)程。
DHCP agent 會(huì)為每個(gè) network 創(chuàng)建一個(gè)目錄 /opt/stack/data/neutron/dhcp/xxxx 用于存放該 network 的 dnasq 配置文件。
在二層網(wǎng)絡(luò)上，VLAN 可以將一個(gè)交換機(jī)分割成幾個(gè)獨(dú)立的虛擬交換機(jī)。
類似，在三層網(wǎng)絡(luò)上，Linux Network Namespace 可以將一個(gè)物理三層網(wǎng)絡(luò)分割成幾個(gè)獨(dú)立的虛擬三層網(wǎng)絡(luò)。
每個(gè) namespace 都有自己獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)棧，包括 route table，firewall rule，network interface device等
Neutron 通過 dnasq 為每個(gè) Network 提供單獨(dú)的 DHCP 和路由服務(wù)。
使用 ip 查看所有 namespcae
使用 neutron 查看 net-list
查看某個(gè) namespace 的詳細(xì)配置
3 個(gè) Instance 通過 tap 設(shè)備連接到名為 “vrqXXXX” 的 Linux Bridge。
在物理網(wǎng)卡 eth1 上創(chuàng)建 eth1.100 的 valn interface，eth1.100 連接到 brqXXXX。
這樣，Instance 通過 eth1.100 發(fā)送到 eth1 的數(shù)據(jù)包就會(huì)打上 vlan100 的 tag。
如果在創(chuàng)建個(gè) network vlan101，eth1 上就會(huì)相應(yīng)的創(chuàng)建多個(gè) vlan interface eht1.101 并連接新的 Linux Bridge “brqYYYY”。
配置文件 /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini 中設(shè)置 tenant_network_types 的值為 vlan
配置 vlan 的范圍
意思是：配置定義了 lable 為 “default” 的 valn network，valn id 的范圍是 3001~4000。這里配置的是普通用戶使用的范圍。
admin 可以使用 1~4096 的 valn network
再次指定 vlan network 與物理網(wǎng)卡的對(duì)應(yīng)關(guān)系
配置子網(wǎng)
查看系統(tǒng)網(wǎng)橋
這里可以看到：
vlan100 對(duì)應(yīng)的網(wǎng)橋?yàn)?brq2b85ebb9-a。
vlan interface 是 ens35.100 （我是用的是 Ubuntu 16.04 默認(rèn)網(wǎng)卡名 ens 開始的。）
DHCP 的 tap 設(shè)備是 tapf85d61d8-c3。
在 計(jì)算節(jié)點(diǎn)查看 網(wǎng)橋信息
可以發(fā)現(xiàn)創(chuàng)建的 Instance 已經(jīng)連接到 vlan100 對(duì)應(yīng)的網(wǎng)橋 brq2b85ebb9-a 上。因?yàn)橛?jì)算節(jié)點(diǎn)沒有 DHCP 服務(wù)所以沒有相應(yīng)的 tap 設(shè)備。
另外 網(wǎng)橋的名字與控制節(jié)點(diǎn)是一樣的，都是 brq2b85ebb9-a6，表示是在同一個(gè) network 上。
下圖是我創(chuàng)建 VLAN 后 兩臺(tái) Instance 分別在控制節(jié)點(diǎn)和計(jì)算機(jī)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)圖
此時(shí)兩臺(tái) Instance 在同一 valn100 下。相互之間是可以 ping 通的。
如果在創(chuàng)建一個(gè) vlan101。如果兩臺(tái) Instance1 和 Instance2 分別連在 vlan100 和 vlan101。此時(shí)兩臺(tái) Instance 是不能 ping 通的。
如下圖兩個(gè) vlan
兩臺(tái) Instance1 和 Instance2 分別連在 vlan100 和 vlan101。此時(shí)兩臺(tái) Instance 是不能 ping 通的。
因?yàn)?vlan 在二層是隔離的。如果想要互通，只能在三層通過路由轉(zhuǎn)發(fā)。
什么是OpenStack？
?
本文詳細(xì)介紹了Openstack的網(wǎng)絡(luò)原理和實(shí)現(xiàn)，主要內(nèi)容包括：Neutron的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)模型還有neutron虛擬化的實(shí)現(xiàn)和對(duì)二三層網(wǎng)橋的理解。
一、Neutron概述
Neutron是一個(gè)用Python寫的分布式軟件項(xiàng)目，用來實(shí)現(xiàn)OpenStack中的虛擬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)軟件定義網(wǎng)絡(luò)。
Neutron北向有自己的REST API，中間有自己的業(yè)務(wù)邏輯層，有自己的DB和進(jìn)程之間通訊的消息機(jī)制。同時(shí)Neutron常見的進(jìn)程包括Neutron-server和Neutron-agent，分布式部署在不同的操作系統(tǒng)。
OpenStack發(fā)展至今，已經(jīng)經(jīng)歷了20個(gè)版本。雖然版本一直在更替，發(fā)展的項(xiàng)目也越來越多，但是Neutron作為OpenStack三大核心之一，它的地位是不會(huì)動(dòng)搖的。只不過當(dāng)初的Neutron也只是Nova項(xiàng)目的一個(gè)模塊而已，到F版本正式從中剝離，成為一個(gè)正式的項(xiàng)目。
從Nova-Network起步，經(jīng)過Quantum，多年的積累Neutron在網(wǎng)絡(luò)各個(gè)方面都取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。其主要的功能為：
（1）支持多租戶隔離
（2）支持多種網(wǎng)絡(luò)類型同時(shí)使用
（3）支持隧道技術(shù)（VXLAN、GRE）
（4）支持路由轉(zhuǎn)發(fā)、SNAT、DNAT技術(shù)
（5）支持Floating IP和安全組
多平面租戶私有網(wǎng)絡(luò)
圖中同時(shí)有VXLAN和VLAN兩種網(wǎng)絡(luò)，兩種網(wǎng)絡(luò)之間互相隔離。租戶A和B各自獨(dú)占一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，并且通過自己的路由器連接到了外部網(wǎng)絡(luò)。路由器為租戶的每個(gè)虛擬機(jī)提供了Float IP，完成vm和外網(wǎng)之間的互相訪問。
二、Neutron架構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)模型
1、Neutron架構(gòu)
Neutron-sever可以理解為類似于nova-api那樣的一個(gè)專門用來接收API調(diào)用的組件，負(fù)責(zé)將不同的api發(fā)送到不同Neutron plugin。
Neutron-plugin可以理解為不同網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)現(xiàn)的入口，接收server發(fā)來的API，向database完成一些注冊(cè)信息。然后將具體要執(zhí)行的業(yè)務(wù)操作和參數(shù)通知給對(duì)應(yīng)的agent來執(zhí)行。
Agent就是plugin在設(shè)備上的代理，接受相應(yīng)的plugin通知的業(yè)務(wù)操作和參數(shù)，并轉(zhuǎn)換為具體的命令行操作。
總得來說，server負(fù)責(zé)交互接收請(qǐng)求，plugin操作數(shù)據(jù)庫(kù)，agent負(fù)責(zé)具體的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建。
2、Neutron架構(gòu)之Neutron-Server
（1）Neutron-server的本質(zhì)是一個(gè)Python Web Server Gateway Interface（WSGI），是一個(gè)Web框架。
（2）Neutron-server接收兩種請(qǐng)求：
REST API請(qǐng)求：接收REST API請(qǐng)求，并將REST API分發(fā)到對(duì)應(yīng)的Plugin（L3RouterPlugin）。
RPC請(qǐng)求：接收Plugin agent請(qǐng)求，分發(fā)到對(duì)應(yīng)的Plugin（NeutronL3agent）。
3、Neutron架構(gòu)之Neutron-Plugin
Neutron-plugin分為Core-plugin和Service-plugin。
Core-plugin：ML2負(fù)責(zé)管理二層網(wǎng)絡(luò)，ML2主要包括Network、Subnet、Port三類核心資源，對(duì)三類資源進(jìn)行操作的REST API是原生支持的。
Service-plugin：實(shí)現(xiàn)L3-L7網(wǎng)絡(luò)，包括Router、Firewall、VPN。
4、
Neutron架構(gòu)之Neutron-Agent
（1）Neutron-agent配置的業(yè)務(wù)對(duì)象是部署在每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者計(jì)算節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)元。
（2）網(wǎng)元區(qū)分為PNF和VNF：
PNF：物理網(wǎng)絡(luò)功能，指?jìng)鹘y(tǒng)的路由器、交換機(jī)等硬件設(shè)備
VNF：虛擬網(wǎng)絡(luò)功能，通過軟件實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)功能（二層交換、三層路由等）
（3）Neutron-agent三層架構(gòu)如下圖：
Neutron-agent架構(gòu)分為三層，北向?yàn)镹eutron-server提供RPC接口，供Neutron server調(diào)用，南向通過CLI協(xié)議棧對(duì)Neutron VNF進(jìn)行配置。在中間會(huì)進(jìn)行兩種模型的轉(zhuǎn)換，從RPC模型轉(zhuǎn)換為CLI模型。
5、
Neutron架構(gòu)之通信原理
（1）Neutron是OpenStack的核心組件，官網(wǎng)給出Neutron的定義是NaaS。
（2）Naas有兩層含義：
對(duì)外接口：Neutron為Network等網(wǎng)絡(luò)資源提供了RESTful API、CLI、GUI等模型。
內(nèi)部實(shí)現(xiàn)：利用Linux原生或者開源的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能，加上硬件網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。
Neutron接收到API請(qǐng)求后，交由模塊WSGI進(jìn)行初步的處理，然后這個(gè)模塊通過Python API調(diào)用neutron的Plugin。Plugin做了相應(yīng)的處理后，通過RPC調(diào)用Neutron的Agent組件，agent再通過某種協(xié)議對(duì)虛擬網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行配置。其中承載RPC通信的是AMQP server，在部署中常用的開源軟件就是RabbitMQ
6、
Neutron架構(gòu)之控制節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)模型
控制節(jié)點(diǎn)沒有實(shí)現(xiàn)具體的網(wǎng)絡(luò)功能，它對(duì)各種虛擬設(shè)備做管理配合的工作。
（1）Neutron：Neutron-server核心組件。
（2）API/CLI：Neutron進(jìn)程通過API/CLI接口接收請(qǐng)求。
（3）OVS Agent：Neutron通過RPC協(xié)議與agent通信。
控制節(jié)點(diǎn)部署著各種服務(wù)和Neutron-server，Neutron-server通過api/cli接口接收請(qǐng)求信息，通過RPC和Agent進(jìn)行交互。Agent再調(diào)用ovs/linuxbridge等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)。
7、
Neutron架構(gòu)之計(jì)算節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)模型
（1）qbr：Linux Bridge網(wǎng)橋
（2）br-int：OVS網(wǎng)橋
（3）br-tun：OVS隧道網(wǎng)橋
（4）VXLAN封裝：網(wǎng)絡(luò)類型的轉(zhuǎn)變
8、
Neutron架構(gòu)之網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)模型
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署了Router、DHCP Server服務(wù)，網(wǎng)橋連接物理網(wǎng)卡。
（1）Router：路由轉(zhuǎn)發(fā)
（2）DHCP： 提供DNS、DHCP等服務(wù)。
（3）br-ex： 連接物理網(wǎng)口，連接外網(wǎng)
三、Neutron虛擬化實(shí)現(xiàn)功能及設(shè)備介紹
1、Neutron虛擬化實(shí)現(xiàn)功能
Neutron提供的網(wǎng)絡(luò)虛擬化能力包括：
（1）二層到七層網(wǎng)絡(luò)的虛擬化：L2（virtual Switch）、L3（virtual Router 和 LB）、L47（virtual Firewall ）等
（2）網(wǎng)絡(luò)連通性：二層網(wǎng)絡(luò)和三層網(wǎng)絡(luò)
（3）租戶隔離性
（4）網(wǎng)絡(luò)安全性
（5）網(wǎng)絡(luò)拓展性
（6）REST API
（7）更高級(jí)的服務(wù)，包括 LBaaS，F(xiàn)WaaS，VPNaaS 等
2、Neutron虛擬化功能之二層網(wǎng)絡(luò)
（1）按照用戶權(quán)限創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)：
Provider network：管理員創(chuàng)建，映射租戶網(wǎng)絡(luò)到物理網(wǎng)絡(luò)
Tenant network：租戶創(chuàng)建的普通網(wǎng)絡(luò)
External network：物理網(wǎng)絡(luò)
（2）按照網(wǎng)絡(luò)類型：
Flat network：所有租戶網(wǎng)絡(luò)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中
Local network：只允許在服務(wù)器內(nèi)通信，不通外網(wǎng)
VLAN network：基于物理VLAN實(shí)現(xiàn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)
VXLAN network：基于VXLAN實(shí)現(xiàn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)
3、Neutron虛擬化實(shí)現(xiàn)功能之租戶隔離
Neutron是一個(gè)支持多租戶的系統(tǒng)，所以租戶隔離是Neutron必須要支持的特性。
（1）租戶隔離三種含義：管理面隔離、數(shù)據(jù)面的隔離、故障面的隔離。
（2）不同層次租戶網(wǎng)絡(luò)的隔離性
租戶與租戶之間三層隔離
同一租戶不同網(wǎng)絡(luò)之間二層隔離
同一租戶同一網(wǎng)絡(luò)不同子網(wǎng)二層隔離
（3）計(jì)算節(jié)點(diǎn)的 br-int 上，Neutron 為每個(gè)虛機(jī)連接 OVS 的 access port 分配了內(nèi)部的 VLAN Tag。這種 Tag 限制了網(wǎng)絡(luò)流量只能在 Tenant Network 之內(nèi)。
（4）計(jì)算節(jié)點(diǎn)的 br-tun 上，Neutron 將內(nèi)部的 VLAN Tag 轉(zhuǎn)化為 VXLAN Tunnel ID，然后轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
（5）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的 br-tun 上，Neutron 將 VXLAN Tunnel ID 轉(zhuǎn)發(fā)了一一對(duì)應(yīng)的 內(nèi)部 VLAN Tag，使得 網(wǎng)絡(luò)流被不同的服務(wù)處理。
（6）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的 br-int 上連接的 DHCP 和 L3 agent 使用 Linux Network Namespace 進(jìn)行隔離。
4、Neutron虛擬化實(shí)現(xiàn)功能之租戶網(wǎng)絡(luò)安全
除了租戶隔離以外 Neutron還提供數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的隔離性。
（1）默認(rèn)情況下，所有虛擬機(jī)通過外網(wǎng)的流量全部走網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的L3 agent。在這里，內(nèi)部的固定IP被轉(zhuǎn)化為外部的浮動(dòng)IP地址
（1）Neutron還利用Linux iptables特性，實(shí)現(xiàn)其Security Group特性，從而保證訪問虛機(jī)的安全性
（3）Neutron利用網(wǎng)絡(luò)控制節(jié)點(diǎn)上的Network Namespace中的iptables，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)出租戶網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)防火墻，從而保證了進(jìn)出租戶網(wǎng)絡(luò)的安全性。
5、Neutron虛擬化設(shè)備
（1）端口：Port代表虛擬網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上的一個(gè)虛擬交換機(jī)端口
虛擬機(jī)的網(wǎng)卡連接到Port上就會(huì)擁有MAC地址和IP地址
（2）虛擬交換機(jī)：Neutron默認(rèn)采用開源的Openvswitch，
同時(shí)還支持Linux Bridge
（3）虛擬路由器VR：
路由功能
一個(gè)VR只屬于一個(gè)租戶，租戶可以有多個(gè)VR
一個(gè)VR可以有若干個(gè)子網(wǎng)
VR之間采用Namespace隔離
四、Neutron網(wǎng)橋及二三層網(wǎng)絡(luò)理解
1、Neutron-Local-Bridge
僅用于測(cè)試；網(wǎng)橋沒有與物理網(wǎng)卡相連VM不通外網(wǎng)。
圖中創(chuàng)建了兩個(gè)local network，分別有其對(duì)應(yīng)的qbr網(wǎng)橋。Vm123的虛擬網(wǎng)卡通過tap連接到qbr網(wǎng)橋上。其中2和3屬于同一個(gè)network可以通信，1屬于另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)不能和23進(jìn)行通信。并且qbr網(wǎng)橋不連物理網(wǎng)卡，所以說local網(wǎng)絡(luò)虛擬機(jī)只能同網(wǎng)絡(luò)通信，不能連通外網(wǎng)。
2、Neutron-Flat-Bridge
Linux Bridge直接與物聯(lián)網(wǎng)卡相連
每個(gè)Flat獨(dú)占一個(gè)物理網(wǎng)卡
配置文件添加響應(yīng)mapping
Flat網(wǎng)絡(luò)是在local網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)不同宿主機(jī)之間的二層互聯(lián)，但是每個(gè)flat network都會(huì)占用一個(gè)宿主機(jī)的物理接口。其中qbr1對(duì)應(yīng)的flatnetwork 連接 eth1 qbr2，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的虛機(jī)在物理二層可以互聯(lián)。其它跟local network類似。
3、Neutron-VLAN-Bridge
在基于linux bridge的vlan 網(wǎng)絡(luò)中，eht1物理網(wǎng)卡上創(chuàng)建了兩個(gè)vlan接口，1.1連接到qbr1網(wǎng)橋，1.2連接到了qbr2網(wǎng)橋。在這種情況下vm通過eth1.1或者eth1.2發(fā)送到eth1的包會(huì)被打上各自的vlan id。此時(shí)vm2和vm3屬于同一個(gè)network所以是互通的，vm與vm2和vm3不通。
4、Neutron-VXLAN-Bridge
這個(gè)是以Linux bridge作agent的Vxlan 網(wǎng)絡(luò)：
Vxlan 網(wǎng)絡(luò)比Vxlan 網(wǎng)絡(luò)多了個(gè)VXLAN隧道，在Openstack中創(chuàng)建好內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和實(shí)例后，agent就會(huì)在計(jì)算節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建一對(duì)vxlan vtep.組成隧道的兩個(gè)端點(diǎn)。
Vxlan連接在eth0網(wǎng)口。在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)多了兩個(gè)組件dhcp 和router，他們分別通過一對(duì)veth與qbr網(wǎng)橋連接在一起，多個(gè)dhcp和路由之間使用namesapce隔離，當(dāng)vm產(chǎn)生ping包時(shí)，發(fā)往linux 網(wǎng)橋qbr1，通過網(wǎng)橋在vxlan12上封裝數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)通過eth0網(wǎng)卡出計(jì)算節(jié)點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的eth0，在vxlan12解包。到達(dá)路由器之后經(jīng)過nat地址轉(zhuǎn)換，從eth1出去訪問外網(wǎng)，由租戶網(wǎng)絡(luò)到運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)再到外部網(wǎng)絡(luò)。
5、Neutron-VLAN-OVS
與Linux bridge不同，openvswitch 不是通過eth1.1 eth1.2這樣的vlan接口來隔離不同的vlan，而是通過openvswitch的流表規(guī)則來指定如何對(duì)進(jìn)出br-int的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)不同vlan的隔離。
圖中計(jì)算節(jié)點(diǎn)的所有虛擬機(jī)都連接在int網(wǎng)橋上，虛擬機(jī)分為兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)。Int網(wǎng)橋會(huì)對(duì)到來的數(shù)據(jù)包根據(jù)network的不同打上vlan id號(hào)，然后轉(zhuǎn)發(fā)到eth網(wǎng)橋,eth網(wǎng)橋直連物理網(wǎng)絡(luò)。這時(shí)候流量就從計(jì)算節(jié)點(diǎn)到了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的ehx int網(wǎng)橋的功能相似，多了一個(gè)ex網(wǎng)橋，這個(gè)網(wǎng)橋是管理提前創(chuàng)建好的，和物理網(wǎng)卡相連，ex網(wǎng)橋和int網(wǎng)橋之間通過一對(duì)patch-port相連，虛擬機(jī)的流量到達(dá)int網(wǎng)橋后經(jīng)過路由到ex網(wǎng)橋。
6、Neutron-VXLAN-OVS
Vxlan的模型和vlan的模型十分相似，從表面上來看，他倆相比只有一個(gè)不同,vlan對(duì)應(yīng)的是ethx網(wǎng)橋，而vxlan對(duì)應(yīng)的是tun網(wǎng)橋。
在這里ethx和tun都是ovs網(wǎng)橋，所以說兩者的差別不是實(shí)現(xiàn)組件的差別而是組件所執(zhí)行功能的差別，ethx執(zhí)行的是普通二層交換機(jī)的功能，tun執(zhí)行的是vxlan中的vtep的功能，圖中倆tun對(duì)應(yīng)的接口ip就是vxlan的隧道終結(jié)點(diǎn)ip。所以說虛機(jī)的數(shù)據(jù)包在到達(dá)tun網(wǎng)橋之前是打的是vlan tag，而到達(dá)tun之后會(huì)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)類型的轉(zhuǎn)換，從vlan封裝為vxlan然后到達(dá)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。而之前的vlan類型的網(wǎng)絡(luò)，虛機(jī)數(shù)據(jù)包的類型一直都是vlan。
7、物理的二層與虛擬的二層（VLAN模式)
（1）物理的二層指的是：物理網(wǎng)絡(luò)是二層網(wǎng)絡(luò)，基于以太網(wǎng)協(xié)議的廣播方式進(jìn)行通信。
（2）虛擬的二層指的是：Neutron實(shí)現(xiàn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)也是二層網(wǎng)絡(luò)（openstack的vm機(jī)所用的網(wǎng)絡(luò)必須是大二層），也是基于以太網(wǎng)協(xié)議的廣播方式進(jìn)行通信，但毫無疑問的是該虛擬網(wǎng)絡(luò)是依賴于物理的二層網(wǎng)絡(luò)。
（3）物理二層+虛擬二層的典型代表：VLan 網(wǎng)絡(luò)模式。
8、物理的三層與虛擬的二層（GRE模式與VXLAN模式）
（1）物理三層指的是：物理網(wǎng)絡(luò)是三層網(wǎng)絡(luò)，基于IP路由的方式進(jìn)行通信。
（2）虛擬的二層指的是：Neutron實(shí)現(xiàn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)仍然是二層網(wǎng)絡(luò)（openstack的vm機(jī)所用的網(wǎng)絡(luò)必須是大二層），仍然是基于以太網(wǎng)的廣播方式進(jìn)行通信，但毫無疑問的是該虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)是依賴于物理的三層網(wǎng)絡(luò)，這點(diǎn)有點(diǎn)類似于VPN的概念，根本原理就是將私網(wǎng)的包封裝起來，最終打上隧道的ip地址傳輸。
（3）物理三層+虛擬二層的典型代表：GRE模式與VXLAN模式。
所謂OpenStack其實(shí)就是一個(gè)開源計(jì)算機(jī)管理平臺(tái)，可控制整個(gè)數(shù)據(jù)中心的大型計(jì)算、儲(chǔ)存以及網(wǎng)絡(luò)資源，它支持所有類型的云環(huán)境，包括關(guān)鍵組件、可以覆蓋網(wǎng)絡(luò)。虛擬化等系統(tǒng)操作，OpenStack-powered分布技術(shù)來實(shí)現(xiàn)靈活地配置資源，方便用戶在任何時(shí)間增加服務(wù)器的CPU和內(nèi)存等資源，并且不需重啟服務(wù)器。
所謂OpenStack，其實(shí)是一種云操作系統(tǒng)，可控制整個(gè)數(shù)據(jù)中心的大型計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源池，所有這些都通過一個(gè)儀表盤進(jìn)行管理，該儀表盤可讓管理員進(jìn)行控制，同時(shí)使用戶能夠通過Web界面調(diào)配資源。
OpenStack邏輯架構(gòu)介紹了OpenStack原生架構(gòu)的組件（全局組件、核心組件和外部組件），組件之間通過API（前提是將請(qǐng)求交于keystone進(jìn)行身份驗(yàn)證，是否有權(quán)限進(jìn)行通訊）進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的通訊。單個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)部有很多子功能模塊，他們通過AMQP消息代理（RabbitMQ）進(jìn)行交互，服務(wù)的狀態(tài)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。
OpenStack包括若干個(gè)稱為OpenStack服務(wù)的獨(dú)立組件。所有服務(wù)均可通過一個(gè)公共身份服務(wù)進(jìn)行身份驗(yàn)證。除了那些需要管理權(quán)限的命令，每個(gè)服務(wù)之間均可通過公共API進(jìn)行交互。
OpenStack 是一個(gè)開源
云平臺(tái)
，主要由
私有云
供應(yīng)商和提供公共云服務(wù)的商業(yè)公司使用，這些公共云服務(wù)將 OpenStack 作為其基礎(chǔ)架構(gòu)的一部分進(jìn)行部署。埃科銳的私有云搭建允許企業(yè)和應(yīng)用程序所有者將基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)使用，而無需考慮安裝服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性∞
OpenStack 起源于Rackspace Hosting 和 NASA 的聯(lián)合項(xiàng)目，它是一個(gè)流行的云平臺(tái)，有超過 740 個(gè)組織與開源平臺(tái)相關(guān)聯(lián)。 它廣泛用于提供私有云服務(wù)的數(shù)據(jù)中心。 此外，OpenStack 安裝支持基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù) (IaaS) 模型，例如我們?cè)?Accrets.com 上的 OpenStack IaaS 解決方案提供了一種新的模型∞
IT技術(shù)交流論壇或是微信群有哪些？
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ITPUB網(wǎng)站是目前國(guó)內(nèi)更大的以技術(shù)交流為主的的論壇網(wǎng)站之一。
專門立足討論數(shù)據(jù)庫(kù)、ERP、技術(shù)開發(fā)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等方面的技術(shù)問題。
CocoaChina – CocoaChina_讓移動(dòng)開發(fā)更簡(jiǎn)單
Cocoachina社區(qū) – 蘋果開發(fā)中文站，最熱門的iPhone/iPad開發(fā)社區(qū)。 Cocoachina客戶端 – 專為手機(jī)用戶量身打造的瀏覽Cocoachina的第三方瀏覽工具，獨(dú)創(chuàng)的網(wǎng)絡(luò)媒體閱讀引擎，專為手機(jī)用戶設(shè)計(jì)，訪問論壇更流暢、更舒適、更省流量。結(jié)合源社區(qū)定制設(shè)計(jì)，提供簡(jiǎn)潔的內(nèi)容排版和離線下載，保留源社區(qū)的原汁原味。
PHPHub – PHPHub – PHP & Laravel的中文社區(qū)
PHPHub 是 PHP 和 Laravel 的中文社區(qū),致力于推動(dòng) Laravel,php-fig 等 PHP 新技術(shù),新理念在中國(guó)的發(fā)展,是國(guó)內(nèi)最靠譜的 PHP 論壇。
w3ctech – 更受歡迎的文章
W3cplus 火舞游戲 ionichina 社區(qū) Linux Story imweb 騰訊設(shè)計(jì)導(dǎo)航 設(shè)計(jì)自動(dòng)標(biāo)注工具 w3ctech創(chuàng)立于2023年10月,是中國(guó)更大的前端技術(shù)社區(qū)。
php100 – PHP100中文網(wǎng)
PHP100中文網(wǎng)是國(guó)內(nèi)之一家以PHP資源分享為主的專業(yè)網(wǎng)站,也提供了PHP中文交流社區(qū)。面向PHP學(xué)習(xí)研究者提供:最新PHP資訊、原創(chuàng)內(nèi)容、開源代碼和PHP視頻教程等相關(guān)內(nèi)容。
code4app – Code4App-iOS開發(fā)-iOS 開源代碼庫(kù)-iOS代碼實(shí)例搜索-iOS特效示例-iOS代碼例子下載-Code4App.com
Code4App是一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)的代碼庫(kù),是iOS開發(fā)好幫手。Code4App為移動(dòng)開發(fā)程序員提供大量的開源代碼,iOS代碼實(shí)例搜索,iOS特效示例,iOS代碼例子下載。
InfoQ – InfoQ – 促進(jìn)軟件開發(fā)領(lǐng)域知識(shí)與創(chuàng)新的傳播
InfoQ成立于2023年。我們?yōu)榱舜龠M(jìn)軟件開發(fā)領(lǐng)域知識(shí)與創(chuàng)新的傳播而創(chuàng)建了InfoQ。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，InfoQ致力于提供中立的、由技術(shù)實(shí)踐者主導(dǎo)的會(huì)議、內(nèi)容與在線社區(qū)。
CodeProject – CodeProject – For those who code
是一個(gè)免費(fèi)公開源碼的程序設(shè)計(jì)網(wǎng)站，成立于1999年，是目前世界上更大的開發(fā)社區(qū)之一，每月有超過340萬開發(fā)者訪問該網(wǎng)站，主要的使用者是Windows平臺(tái)上的電腦程式設(shè)計(jì)人員，包括涉及的專業(yè)開發(fā)人員，開發(fā)經(jīng)理和架構(gòu)師。每一篇文章幾乎都附有源碼（src）和例子（demo）下載，用戶注冊(cè)后，可以下載文章附屬的源代碼。非常感謝您的耐心觀看，如有幫助請(qǐng)采納，祝生活愉快！謝謝！
IT技術(shù)和腔交流群有很多，作為軟件開發(fā)從業(yè)者，會(huì)經(jīng)常去的一些國(guó)內(nèi)社區(qū)網(wǎng)站及論壇，關(guān)于程序員的交流社區(qū)或者論壇，這里收集一些比較好的開發(fā)者社區(qū)：
1、快速開發(fā)平臺(tái)社區(qū) -天翎論壇，主要是以Java低代碼開發(fā)平臺(tái)為主的技術(shù)性論壇社區(qū)，目前低代碼平臺(tái)商用授權(quán)對(duì)外開放；
2、CSDN -專業(yè)開發(fā)者社區(qū) IT技術(shù)交流平臺(tái)；
3、IT圈，圈圈精彩 – 原軟媒論壇、IT之家，國(guó)內(nèi)最人氣的科技社交圈層,繼軟媒論壇、IT之家社區(qū)演變而來；
4、51CTO技術(shù)論壇-中國(guó)領(lǐng)先的IT技術(shù)社冊(cè)野區(qū) 國(guó)內(nèi)主流IT技術(shù)社區(qū)，論壇擁有大批IT技術(shù)人/IT專家；
5、ITPUB技術(shù)論壇-中國(guó)專業(yè)的IT技術(shù)社區(qū)喚姿衫。
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創(chuàng)新互聯(lián)（www.cdcxhl.com）互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商,擁有超過10年的服務(wù)器租用、服務(wù)器托管、云服務(wù)器、虛擬主機(jī)、網(wǎng)站系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。專業(yè)提供云主機(jī)、虛擬主機(jī)、域名注冊(cè)、VPS主機(jī)、云服務(wù)器、香港云服務(wù)器、免備案服務(wù)器等。
新聞名稱：深入了解Linux網(wǎng)絡(luò)棧技術(shù)(linuxnetworkstack)
文章出自：http://www.fisionsoft.com.cn/article/dhidpij.html
