openstack通过Network Namespace和iptables实现租户私有网络互访和L3路由功能-白红宇

openstack通过Network Namespace和iptables实现租户私有网络互访和L3路由功能

阅读量：4229 次

发布时间：2019-05-26

本文共 7041 字，大约阅读时间需要 23 分钟。

安装架构介绍

本文旨在通过自己搭建类似neutron （openvswitch + gre）实现SDN 的环境，学习了解其工作原理，模拟核心原理，比如：同一租户自定义网络 instance 互通，手动为instance 分配 floating ip 等相关内容。

虚拟网络

需要新建3个虚拟网络Net0、Net1和Net2，其在virtual box 中对应配置如下。

Net0:    Network name: VirtualBox  host-only Ethernet Adapter#2    Purpose: administrator / management network    IP block: 10.20.0.0/24    DHCP: disable    Linux device: eth0Net1:    Network name: VirtualBox  host-only Ethernet Adapter#3    Purpose: public network    DHCP: disable    IP block: 172.16.0.0/24    Linux device: eth1Net2：    Network name: VirtualBox  host-only Ethernet Adapter#4    Purpose: Storage/private network    DHCP: disable    IP block: 192.168.4.0/24    Linux device: eth2

虚拟机

需要新建2个虚拟机VM1和VM2，其对应配置如下。

VM1：    Name : network1    vCPU:1    Memory :1G    Disk:30G    Network:net1,net2,net3VM2：    Name: compute1    vCPU:1    Memory :1G    Disk:30G    Networks:net1,net2,net3

Linux interface设置

network1     eth0:10.20.0.201   (management network)     eht1:172.16.0.201   (public/external network)     eht2:192.168.4.201  (private network，gre tunning)compute1     eth0:10.20.0.202   (management network)     eht1:(disabled)     eht2:192.168.4.202  (private network，gre tunning)

模拟安装网络节点(Network1)

模拟Network 节点相关实现，比如L3、dhcp-agent实现，为了模拟多节点网络情况，这里Network同时也模拟一个计算节点，模拟M2 openvswitch 实现，上面运行instance1。

网络接口配置

vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0DEVICE=eth0TYPE=EthernetONBOOT=yesNM_CONTROLLED=yesBOOTPROTO=staticIPADDR=10.20.0.201NETMASK=255.255.255.0vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1DEVICE=eth1TYPE=EthernetONBOOT=yesNM_CONTROLLED=yesBOOTPROTO=staticIPADDR=172.16.0.201NETMASK=255.255.255.0vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth2DEVICE=eth2TYPE=EthernetONBOOT=yesNM_CONTROLLED=yesBOOTPROTO=staticIPADDR=192.168.4.201NETMASK=255.255.255.0

重启网络服务

service network restart

安装需要用到的包

yum install libvirt openvswitch python-virtinst xauth tigervnc -y

移除默认的libvirt 网络，方便清晰分析网络情况

virsh net-destroy defaultvirsh net-autostart --disable defaultvirsh net-undefine default

设置允许ipforwarding

vi /etc/sysctl.conf net.ipv4.ip_forward=1net.ipv4.conf.all.rp_filter=0net.ipv4.conf.default.rp_filter=0

立即生效

sysctl -p

启动openvswitch

service openvswitch startchkconfig openvswitch on

创建一个linux bridge

brctl addbr qbr01ip link set qbr01 up

创建一个instance，并连接到qbr01 Bridge，网络接口部分配置如下

可以参考附件./gre/instance1.xml创建

cp ~/gre/ /var/tmp/cd /var/tmp/gremv cirros-0.3.0-x86_64-disk.img instance1.imgvirsh define instance1.xmlvirsh start instance1virsh vncdisplay instance1vncviewer :0

启动console 以后,登录添加ip 地址 192.168.1.11

ip addr add 192.168.1.11/24 dev eth0route add default gw 192.168.1.1

创建一个内部bridge br-int，模拟 OpenStack integrated bridge

ovs-vsctl add-br br-intovs-vsctl add-port br-int gre0 -- set interface gre0 type=gre options:remote_ip=192.168.4.202

创建一个veth peer，连接Linux Bridge 'qbr01' 和 OpenvSwich Bridge 'br-ini'

ip link add qvo01 type veth peer name qvb01brctl addif qbr01 qvb01ovs-vsctl add-port br-int qvo01ovs-vsctl set port qvo01 tag=100ip link set qvb01 upip link set qvo01 up

查看现在network1上的 br-int

ovs-vsctl show

模拟安装计算节点(compute1)

网络接口配置

vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0DEVICE=eth0TYPE=EthernetONBOOT=yesNM_CONTROLLED=yesBOOTPROTO=staticIPADDR=10.20.0.202NETMASK=255.255.255.0vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1DEVICE=eth1TYPE=EthernetONBOOT=yesNM_CONTROLLED=yesBOOTPROTO=staticIPADDR=172.16.0.202NETMASK=255.255.255.0vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth2DEVICE=eth2TYPE=EthernetONBOOT=yesNM_CONTROLLED=yesBOOTPROTO=staticIPADDR=192.168.4.202NETMASK=255.255.255.0

重启网络服务

service network restart

安装需要用到的包

yum install libvirt openvswitch python-virtinst xauth tigervnc

移除libvirt 默认的网络

virsh net-destroy defaultvirsh net-autostart --disable defaultvirsh net-undefine default

设置允许ipforwarding

vi /etc/sysctl.conf net.ipv4.ip_forward=1net.ipv4.conf.all.rp_filter=0net.ipv4.conf.default.rp_filter=0

立即生效

sysctl -p

启动openvswitch

service openvswitch startchkconfig openvswitch on

创建一个linux bridge

brctl addbr qbr02ip link set qbr02 up

创建一个vm，并连接到qbr02

上gre目录到compute1 节点，可以参考附件./gre/instance2.xml创建

cp ~/gre/ /var/tmp/cd /var/tmp/gremv cirros-0.3.0-x86_64-disk.img instance2.imgvirsh define instance2.xmlvirsh start instance2virsh vncdesplay instance2vncviewer :0

启动console 以后,登录添加ip得知 192.168.1.12

ip addr add 192.168.1.12/24 dev eth0route add default gw 192.168.1.1

创建一个内部bridge br-int，模拟 OpenStack integrated bridge

ovs-vsctl add-br br-intovs-vsctl add-port br-int gre0 -- set interface gre0 type=gre options:remote_ip=192.168.4.201

创建一个veth peer，连接Linux Bridge 'qbr02' 和 OpenvSwich Bridge 'br-ini'

ip link add qvo02 type veth peer name qvb02brctl addif qbr02 qvb02ovs-vsctl add-port br-int qvo02ovs-vsctl set port qvo02 tag=100ip link set qvb02 upip link set qvo02 up

查看现在network1 上的 br-int

ovs-vsctl show

检查是否能连通instance1，在instance2的控制台

ping 192.168.1.11

通过 Network Namespace 实现租户私有网络互访

添加一个namespace，dhcp01用于隔离租户网络。

ip netns add dhcp01

为私有网络192.168.1.0/24 ，在命名空间dhcp01 中创建dhcp 服务

ovs-vsctl add-port br-int tapdhcp01 -- set interface tapdhcp01 type=internalovs-vsctl set port tapdhcp01 tag=100ip link set tapdhcp01 netns dhcp01ip netns exec dhcp01 ip addr add 192.168.1.2/24 dev tapdhcp01ip netns exec dhcp01 ip link set tapdhcp01 up

检查网络是否连通，在namespace 访问instance1 和 instance2

ip netns exec dhcp01 ping 192.168.1.12ip netns exec dhcp01 ping 192.168.1.11

通过 Network Namespace 和Iptables 实现L3 router

ovs-vsctl add-br br-ex

重新配置eth1 和 br-ex

vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1DEVICE=eth1ONBOOT=yesBOOTPROTO=nonePROMISC=yesMTU=1546vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br-exDEVICE=br-exTYPE=BridgeONBOOT=yesBOOTPROTO=noneIPADDR0=172.16.0.201PREFIX0=24

重启启动网络服务

ovs-vsctl add-port br-ex eth1 && service network restart

检查网络，配置后是否连通

ping 172.16.0.201

添加一个namespace，router01 用于路由和floating ip 分配

ip netns add router01

在br-int添加一个接口，作为私有网络192.168.1.0/24的网关

ovs-vsctl add-port br-int qr01 -- set interface qr01 type=internalovs-vsctl set port qr01 tag=100ip link set qr01 netns router01ip netns exec router01 ip addr add 192.168.1.1/24 dev qr01ip netns exec router01 ip link set qr01 upip netns exec router01 ip link set lo up

在br-ex中添加一个接口，用于私网192.168.1.0/24设置下一跳地址

ovs-vsctl add-port br-ex qg01 -- set interface qg01  type=internalip link set qg01  netns router01ip netns exec router01 ip addr add 172.16.0.100/24 dev qg01 ip netns exec router01 ip link set qg01 upip netns exec router01 ip link set lo up

模拟分配floating ip 访问instance1

为instance1 192.168.1.11 分配floating ip，172.16.0.101

ip netns exec router01 ip addr add 172.16.0.101/32 dev qg01 ip netns exec router01  iptables -t nat -A OUTPUT -d 172.16.0.101/32  -j DNAT --to-destination 192.168.1.11ip netns exec router01  iptables -t nat -A PREROUTING -d 172.16.0.101/32 -j DNAT --to-destination 192.168.1.11ip netns exec router01  iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.11/32 -j SNAT --to-source 172.16.0.101ip netns exec router01  iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.1.0/24 -j SNAT --to-source 172.16.0.100

测试floating ip