Neutron Vlan Network 学习

vlan network 是带 tag 的网络，是实际应用最广泛的网络类型。

 

 下图是 vlan100 网络的示例。

 

1. 三个 instance 通过 TAP 设备连接到名为 brqXXXX 的linux bridge。 

2. 在物理网卡 eth1 上创建了 eth1.100 的 vlan interface，eth1.100 连接到 brqXXXX。

3. instance 通过 eth1.100 发送到 eth1 的数据包就会打上 vlan100 的 tag。

如果再创建一个 network vlan101，eth1 上会相应的创建 vlan interface eth1.101，并且连接的新的 lingux bridge brqYYYY。

 

每个 vlan network 有自己的 bridge，从而也就实现了基于 vlan 的隔离。

 

如下图：

 

这里有一点要 特别提醒： 因为物理网卡 eth1 上面可以走多个 vlan 的数据，那么物理交换机上与 eth1 相连的的 port 要设置成 trunk 模式，而不是 access 模式。

 

 

配置vlan模式

 

首先在 /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini 中设置 vlan network 相关参数。

tenant_network_types = vlan

指定普通用户创建的网络类型为 vlan。

 

然后指定 vlan 的范围：

上面配置定义了 label 为default的 vlan network，vlan id 的范围是 3001 - 4000。 这个范围是针对普通用户在自己的租户里创建 network 的范围。 因为普通用户创建 network 时并不能指定 vlan id，Neutron 会按顺序自动从这个范围中取值。

对于 admin 则没有 vlan id 的限制，admin 可以创建 id 范围为 1-4094 的 vlan network。

 

接着需要指明 vlan network 与物理网卡的对应关系：

如上所示： 在 [ml2_type_vlan] 中定义了 lable default，[linux_bridge] 中则指明 default 对应的物理网卡为 eth1。

这里 label 的作用与前面 flat network 中的 label 一样，只是一个标识，可以是任何字符串。

配置完成，重启 Neutron 服务后生效。

 

 

在dashboard创建vlan network

其中 Segmentation ID 即 VLAN ID

 

在控制节点上执行 brctl show，查看当前网络结构。

 

Neutron 自动新建了三个设备：

1. vlan100 对应的网桥 brq3fcfdb98-9d。 

2. vlan interface eth1.100。 

3. dhcp 的 tap 设备 tap1180bbe8-06。

 

eth1.100 和 tap1180bbe8-06 已经连接到了 brq3fcfdb98-9d，VLAN 100 的二层网络就绪。

 

此时 vlan100 结构如图所示：

 

 

 

创建虚拟机连接vlan network，测试连通性

 

cirros-vm1 被 schedule 到控制节点，对应的 tap 设备为 tap238437b8-50，并且连接到 bridge。

 

当前 vlan100 的结构如下。

 

 

cirros-vm2 被 schedule 到计算节点，对应的 tap 设备为 tapac94e0e8-2b，并且连接到 bridge。

 

因为计算节点上没有 hdcp 服务，所以没有相应的 tap 设备。 另外，bridge 的名称与控制节点上一致，都是 brq3fcfdb98-9d，表明是同一个 network。

 

 

当前 vlan100 的结构如下：

cirros-vm1（172.16.100.3） 与 cirros-vm2（172.16.100.4） 位于不同节点，通过 vlan100 相连，测试连通性，可以ping通

 

 

 

不同vlan间通信，需要通过三层路由转发才能通信

 

路由服务（Routing）提供跨 subnet 互联互通功能。

例如前面我们搭建了实验环境：

cirros-vm1      172.16.100.3        vlan100 

cirros-vm3      172.16.101.3        vlan101

这两个 instance 要通信必须借助 router。 可以是物理 router 或者虚拟 router。

 

物理 router

使用物理 router，如下图所示：

接入的物理 router 有两个 interface ip： 

172.16.100.1 对应 vlan100 的网关。 

172.16.101.1 对应 vlan101 的网关。

 

当 cirros-vm1 要跟 cirros-vm3 通信时，数据包的流向是这样的： 

1. 因为 cirros-vm1 的默认网关指向 172.16.100.1，cirros-vm1 发送到 cirros-vm3 的数据包首先通过 vlan100 的 interface 进入物理 router。

2. router 发现目的地址 172.16.101.3 与 172.16.101.1 为同一个 vlan，则从 vlan101 的 interface 发出。 

3. 数据包经过 brq1d7040b8-01 最终到达 cirros-vm3。

 

虚拟 router

虚拟 router 的路由机制与物理 router 一样，只是由软件实现。

Neutron 两种方案都支持。

如果要使用虚拟 router，需要启用 L3 agent。

L3 agent 会在控制节点或者网络节点上运行虚拟 router，为 subnet 提供路由服务。