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Openstack之路（五）网络服务Neutron

Neutron的概述

Openstack的网络（Neutron），可以创建和附加其它的Openstack服务，网络管理接口设备。插件可以被实现，以适应不同的网络设备和软件，提供灵活性，以开栈架构和部署。

Openstack的网络（Neutron）管理虚拟网络基础架构（VNI），并在您的Openstack的环境中的物理网络基础架构（PNI）的接入层方面的所有网络方面。开栈网络允许租户创建高级的虚拟网络拓扑可包括服务，例如防火墙，负载均衡器，和虚拟专用网（×××）。

Neutron基本概念

网络

在普通人的眼里，网络就是网线和供网线插入的端口，一个盒子会提供这些端口。对于网络工程师来说，网络的盒子指的是交换机和路由器。所以在物理世界中，网络可以简单地被认为包括网线，交换机和路由器。当然，除了物理设备，我们还有软的物件：IP地址，交换机和路由器的配置和管理软件以及各种网络协议。Neutron网络目的是划分物理网络，在多租户环境下提供给每个租户独立的网络环境。另外，Neutron提供API来实现这种目标。Neutron中“网络”是一个可以被用户创建的对象，如果要和物理环境下的概念映射的话，这个对象相当于一个巨大的交换机，可以拥有无限多个动态可创建和销毁的虚拟端口。

子网

简单地说，子网是由一组IP地址组成的地址池。不同子网间的通信需要路由器的支持，这个Neutron和物理网络下是一致的。Neutron中子网隶属于网络。

端口

在物理网络环境中，端口是用于连接设备进入网络的地方。Neutron中的端口起着类似的功能，它是路由器和虚拟机挂接网络的着附点。

路由

和物理环境下的路由器类似，Neutron中的路由器也是一个路由选择和转发部件。只不过在Neutron中，它是可以创建和销毁的软部件。

Neutron的组件

Neutron Server

可以理解为一个专门用来接收Neutron REST API调用的服务器，然后负责将不同的REST API分发到不同的Neutron-Plugin上。

Neutron-Plugin

可以理解为不同网络功能实现的入口，各个厂商可以开发自己的plugin。Neutron-Plugin接收Neutron-Server分发过来的REST API，向neutron database完成一些信息的注册，然后将具体要执行的业务操作和参数通知给自身对应的neutron agent。

Neutron-Agent

可以理解为Neutron-Plugin在设备上的代理，接收相应的Neutron-Plugin通知的业务操作和参数，并转换为具体的设备级操作，以指导设备的动作。当设备本地发生问题时，Neutron-Agent会将情况通知给Neutron-Plugin。

Neutron Database

Neutron的数据库，存放网络状态信息，包括Network，Subnet， Port，Router等。

Network Provider

实际执行功能的网络设备，一般为虚拟交换机（OVS或者Linux Bridge）

安装配置控制节点

Neutron的安装

创建数据库，服务凭证和API端点

MariaDB [(none)]> create database neutron;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| glance             |
| information_schema |
| keystone           |
| mysql              |
| neutron            |
| nova               |
| nova_api           |
| performance_schema |
+--------------------+
8 rows in set (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> grant all on neutron.* to 'neutron'@'localhost' identified by 'neutron';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> grant all on neutron.* to 'neutron'@'%' identified by 'neutron';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> exit
Bye

获得admin凭证来获取只有管理员能执行的命令的访问权限

[root@linux-node1 ~]# source admin-openrc

要创建服务证书，完成这些步骤

创建neutron用户

[root@linux-node1 ~]# openstack user create --domain default --password-prompt neutron
User Password:
Repeat User Password:
+---------------------+----------------------------------+
| Field               | Value                            |
+---------------------+----------------------------------+
| domain_id           | default                          |
| enabled             | True                             |
| id                  | cb35cc907b04428c8425cdba65819dad |
| name                | neutron                          |
| password_expires_at | None                             |
+---------------------+----------------------------------+

添加admin角色到neutron用户

[root@linux-node1 ~]# openstack role add --project service --user neutron admin

创建neutron服务实体

[root@linux-node1 ~]# openstack service create --name neutron \
--description "OpenStack Networking" network
+-------------+----------------------------------+
| Field       | Value                            |
+-------------+----------------------------------+
| description | OpenStack Networking             |
| enabled     | True                             |
| id          | c96abf0d2fe6402ebb55d8b3fdb95626 |
| name        | neutron                          |
| type        | network                          |
+-------------+----------------------------------+

创建网络服务API端点

[root@linux-node1 ~]# openstack endpoint create --region RegionOne \
network public http://192.168.56.11:9696
+--------------+----------------------------------+
| Field        | Value                            |
+--------------+----------------------------------+
| enabled      | True                             |
| id           | 3723a017a5b84a0e85eb9e41329025f5 |
| interface    | public                           |
| region       | RegionOne                        |
| region_id    | RegionOne                        |
| service_id   | c96abf0d2fe6402ebb55d8b3fdb95626 |
| service_name | neutron                          |
| service_type | network                          |
| url          | http://192.168.56.11:9696        |
+--------------+----------------------------------+

[root@linux-node1 ~]# openstack endpoint create --region RegionOne \
network internal http://192.168.56.11:9696
+--------------+----------------------------------+
| Field        | Value                            |
+--------------+----------------------------------+
| enabled      | True                             |
| id           | 7d1b36d47ee9451e963b5d6f1b9c6337 |
| interface    | internal                         |
| region       | RegionOne                        |
| region_id    | RegionOne                        |
| service_id   | c96abf0d2fe6402ebb55d8b3fdb95626 |
| service_name | neutron                          |
| service_type | network                          |
| url          | http://192.168.56.11:9696        |
+--------------+----------------------------------+

[root@linux-node1 ~]# openstack endpoint create --region RegionOne \
network admin http://192.168.56.11:9696
+--------------+----------------------------------+
| Field        | Value                            |
+--------------+----------------------------------+
| enabled      | True                             |
| id           | 8a146ce4d097417c8eeda705d6da90a2 |
| interface    | admin                            |
| region       | RegionOne                        |
| region_id    | RegionOne                        |
| service_id   | c96abf0d2fe6402ebb55d8b3fdb95626 |
| service_name | neutron                          |
| service_type | network                          |
| url          | http://192.168.56.11:9696        |
+--------------+----------------------------------+

安装Neutron相关软件包

[root@linux-node1 ~]# yum -y install openstack-neutron openstack-neutron-ml2 openstack-neutron-linuxbridge ebtables
[root@linux-node1 ~]# rpm -qa openstack-neutron openstack-neutron-ml2 openstack-neutron-linuxbridge ebtables
ebtables-2.0.10-15.el7.x86_64
openstack-neutron-9.4.1-1.el7.noarch
openstack-neutron-linuxbridge-9.4.1-1.el7.noarch
openstack-neutron-ml2-9.4.1-1.el7.noarch

Neutron的配置

编辑/etc/neutron/neutron.conf文件并完成如下操作

[root@linux-node1 ~]# cp -a /etc/neutron/neutron.conf /etc/neutron/neutron.conf_$(date +%F)
[root@linux-node1 ~]# vim /etc/neutron/neutron.conf

在[database]部分，配置数据库访问

[database]
......
722 connection = mysql+pymysql://neutron:[email protected]/neutron

在[DEFAULT]部分，启用ML2插件并禁用其他插件

[DEFAULT]
......
30 core_plugin = ml2
33 service_plugins =

在[DEFAULT]部分，配置RabbitMQ消息队列访问权限

[DEFAULT]
......
530 transport_url = rabbit://openstack:[email protected]

在[DEFAULT]和[keystone_authtoken]部分，配置认证服务访问

[DEFAULT]
......
27 auth_strategy = keystone

[keystone_authtoken]
803 auth_uri = http://192.168.56.11:5000
804 auth_url = http://192.168.56.11:35357
805 memcached_servers = 192.168.56.11:11211
806 auth_type = password
807 project_domain_name = Default
808 user_domain_name = Default
809 project_name = service
810 username = neutron
811 password = neutron

在[DEFAULT]和[nova]部分，配置网络服务来通知计算节点的网络拓扑变化

[DEFAULT]
......
118 notify_nova_on_port_status_changes = true
122 notify_nova_on_port_data_changes = true

[nova]
1002 auth_url = http://192.168.56.11:35357
1003 auth_type = password
1004 project_domain_name = Default
1005 user_domain_name = Default
1006 region_name = RegionOne
1007 project_name = service
1008 username = nova
1009 password = nova

在[oslo_concurrency]部分，配置锁路径

[oslo_concurrency]
......
1123 lock_path = /var/lib/neutron/tmp

ML2插件的配置

ML2插件使用Linuxbridge机制来为实例创建layer-2虚拟网络基础设施，警告：你后配置ML2插件，在type_drivers选项可能会导致数据库不一致移除值。

编辑/etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini文件并完成以下操作

[root@linux-node1 ~]# cp -a /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini_$(date +%F)
[root@linux-node1 ~]# vim /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini

在[ml2]部分，启用flat和VLAN网络

[ml2]
......
109 type_drivers = flat,vlan

在[ml2]部分，禁用私有网络

[ml2]
......
114 tenant_network_types =

在[ml2]部分，启用Linuxbridge机制

[ml2]
......
118 mechanism_drivers = linuxbridge

在[ml2]部分，启用端口安全扩展驱动

[ml2]
......
123 extension_drivers = port_security

在[ml2_type_flat]部分，配置公共虚拟网络为flat网络

[ml2_type_flat]
......
159 flat_networks = provider

在[securitygroup]部分，启用ipset增加安全组的方便性

[securitygroup]
......
236 enable_ipset = true

Linuxbridge代理的配置

Linuxbridge代理为实例建立layer-2虚拟网络并且处理安全组规则。

编辑/etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini文件并且完成以下操作

[root@linux-node1 ~]# cp -a /etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini /etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini_$(date +%F)
[root@linux-node1 ~]# vim /etc/neutron/plugins/ml2/linuxbridge_agent.ini

在[linux_bridge]部分，将公共虚拟网络和公共物理网络接口对应起来

[linux_bridge]
......
143 physical_interface_mappings = provider:eth0

在[vxlan]部分，禁止VXLAN覆盖网络

[vxlan]
176 enable_vxlan = False

在[securitygroup]部分，启用安全组并配置Linux桥接iptables防火墙驱动

[securitygroup]
......
156 firewall_driver = neutron.agent.linux.iptables_firewall.IptablesFirewallDriver
161 enable_security_group = true

在[agent]部分，启用防ARP欺骗

[agent]
......
126 prevent_arp_spoofing = true

DHCP代理的配置

编辑/etc/neutron/dhcp_agent.ini文件并完成下面的操作

[root@linux-node1 ~]# cp -a /etc/neutron/dhcp_agent.ini /etc/neutron/dhcp_agent.ini_$(date +%F)
[root@linux-node1 ~]# vim /etc/neutron/dhcp_agent.ini

在[DEFAULT]部分，配置Linuxbridge驱动接口，DHCP驱动并启用隔离元数据，这样在公共网络上的实例就可以通过网络来访问元数据

[DEFAULT]
......
16 interface_driver = neutron.agent.linux.interface.BridgeInterfaceDriver
32 dhcp_driver = neutron.agent.linux.dhcp.Dnsmasq
41 enable_isolated_metadata = True

元数据代理的配置

编辑/etc/neutron/metadata_agent.ini文件并完成以下操作

[root@linux-node1 ~]# cp -a /etc/neutron/metadata_agent.ini /etc/neutron/metadata_agent.ini_$(date +%F)
[root@linux-node1 ~]# vim /etc/neutron/metadata_agent.ini

在[DEFAULT]部分，配置元数据主机以及共享密码

[DEFAULT]
......
22 nova_metadata_ip = 192.168.56.11
34 metadata_proxy_shared_secret = neutron

控制节点使用网络的配置

编辑/etc/nova/nova.conf文件并完成以下操作

[root@linux-node1 ~]# vim /etc/nova/nova.conf

在[neutron]部分，配置访问参数，启用元数据代理并设置密码

[neutron]
6472 url = http://192.168.56.11:9696
6473 auth_url = http://192.168.56.11:35357
6474 auth_type = password
6475 project_domain_name = Default
6476 user_domain_name = Default
6477 region_name = RegionOne
6478 project_name = service
6479 username = neutron
6480 password = neutron
6481 service_metadata_proxy = True
6482 metadata_proxy_shared_secret = neutron

Neutron安装完成

网络服务初始化脚本需要一个超链接/etc/neutron/plugin.ini指向ML2插件配置文件/etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini

[root@linux-node1 ~]# ln -s /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini /etc/neutron/plugin.ini
[root@linux-node1 ~]# ls -l /etc/neutron/plugin.ini
lrwxrwxrwx 1 root root 37 Jan 18 10:50 /etc/neutron/plugin.ini -> /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini

同步数据库，可以忽略警告信息

[root@linux-node1 ~]# su -s /bin/sh -c "neutron-db-manage --config-file /etc/neutron/neutron.conf \
--config-file /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini upgrade head" neutron
[root@linux-node1 ~]# mysql -uneutron -pneutron -e "use neutron;show tables;"|wc -l
163

重新启动控制节点Nova API服务

[root@linux-node1 ~]# systemctl restart openstack-nova-api.service
[root@linux-node1 ~]# systemctl status openstack-nova-api.service

启动网络服务并将其配置为系统启动时启动

[root@linux-node1 ~]# systemctl enable neutron-server.service \
neutron-linuxbridge-agent.service neutron-dhcp-agent.service \
neutron-metadata-agent.service

[root@linux-node1 ~]# systemctl start neutron-server.service \
neutron-linuxbridge-agent.service neutron-dhcp-agent.service \
neutron-metadata-agent.service

[root@linux-node1 ~]# systemctl status neutron-server.service \
neutron-linuxbridge-agent.service neutron-dhcp-agent.service \
neutron-metadata-agent.service

Neutron验证操作

[root@linux-node1 ~]# source admin-openrc

[root@linux-node1 ~]# neutron agent-list 
+--------------------+--------------------+-------------+-------------------+-------+----------------+---------------------+
| id                 | agent_type         | host        | availability_zone | alive | admin_state_up | binary              |
+--------------------+--------------------+-------------+-------------------+-------+----------------+---------------------+
| 1bd2e7bb-a74f-4613 | DHCP agent         | linux-node1 | nova              | :-)   | True           | neutron-dhcp-agent  |
| -87dc-13696f5a2350 |                    |             |                   |       |                |                     |
| a3a0b766-e3ba-     | Metadata agent     | linux-node1 |                   | :-)   | True           | neutron-metadata-   |
| 4e5a-              |                    |             |                   |       |                | agent               |
| 84d3-bda27afaaa9d  |                    |             |                   |       |                |                     |
| eb6e6a13-42e5-4dae | Linux bridge agent | linux-node1 |                   | :-)   | True           | neutron-            |
| -8755-f66167321293 |                    |             |                   |       |                | linuxbridge-agent   |
+--------------------+--------------------+-------------+-------------------+-------+----------------+---------------------+

安装配置计算节点