Cisco思科网络插件Contiv (二) Master实现原理

Contiv网络结构

上图为Contiv的网络模型，大体上可分为Master和Host Agent两个组件,其中Master负责管理所有网络资源 (IP地址分配租户管理策略管理等等)

Contiv-Master 组件

Distributed KV Store

Distributed KV Store, 即分布式键值存储, 它是跨主机容器网络的重要组成部分, 各个宿主机通过它进行配置数据和运行数据的同步, Contiv也不例外. Contiv提供Etcd和Consul两种实现. 无论是哪一种, 信息都是以Key-Value Pair的形式存储,并且Key都是 /contiv.io/ 开头的形式. 比如 /contiv.io/state/xxx 记录配置信息, /contiv.io/oper/xxx 记录运行信息

HA

为了实现HA(高可用), Master 通常在多台宿主机上运行运行多个进程实例, 但同一时刻, 有且只有一个宿主机上的进程以 Leader 角色运行, 其余都以 Follow 角色运行. Master进程启动后, 首先以Follow 角色运行, 并且尝试去获取分布式数据库(Distributed KV Store)中的一把 Leader Lock (路径为/contiv.io/lock/netmaster/leader), 若能获取到, 则将角色切换为 Leader , 若不能获取到,则还是以 Follow 角色运行.

REST Server

Service表示Master对外提供的服务，Master进程启动后, 会将自身运行的Service信息（IP地址端口号角色）写入分布式数据库，这个过程称为 Service 注册。在当前版本中Master 会注册 netmaster 和 netmaster.rpc 两个服务，前者开放9999端口供netctl 控制整个系统，后者开放9001端口供OpenFlow控制器使用。

Policy Engine

Policy Engine用来管理控制容器之间的网络流量隔离优先级策略. 比如设置容器A禁止除了容器B以外的其他容器访问XXXX其端口. Master 的 REST Server在 /api/v1/policys/{keys} 和 /api/v1/rules/{keys} 都设置了相应的Handler, 当用户通过netctl 的命令添加或删除策略时, Master会调用对应的Handler, 最终通过设置 iptable 防火墙完成既定功能.

Contiv-Master 源码分析

master daemon 初始化

Master进程的入口在 netmaster/main.go, 它主要进行命令行参数的解析, 将解析的结果放入daemon.MasterDaemon 结构, 之后调用 MasterDaemon 的 Init() 方法初始化进程

运行netmaster状态机

接着, Master进程启动状态机, 它只有两个状态,即前面提到的Master进程的角色, 启动之初都是以 Follower 角色运行, 若是能获得 Leader 锁, 则调用becomeLeader()进入 Leader 状态

Leader 运行

以Leader角色运行时, Master进程首先创建一个APIController, 它创建REST Server提供给netctl , 设置各个URL对应的相应的处理函数.
Service 注册, 注册 netmaster 和 netmaster.rpc 服务
初始化策略管理器, 这一步主要是从数据库中恢复各个Policy
设置面向plugin的Server, 例如, 当plugin要向Master申请IP时,就会向"plugin/allocAddress"发送请求.