Openstack网络模型场景及代码解析

Openstack项目的首要任务是简化云的部署过程并为其带来良好的可扩展性。本文将介绍Openstack的网络类型以及不同网络类型应用场景分析。
作者：葛长威、章继虎,单位：中国移动智慧家庭运营中心,Part 01 ●  Openstack是什么？ ● 
Openstack是一个云计算平台，它是由多个组件组合起来，为公有云、私有云和混合云的建设与管理提供软件的开源项目。现在已经有来自100多个国家的数万名个人和200多家企业参与到Openstack的开发，如 NASA、华为、谷歌、惠普、Intel、IBM、微软等[1]。Openstack项目的首要任务是简化云的部署过程并为其带来良好的可扩展性。
Part 02 ●  Openstack能干什么？ ● 
Openstack可以规划并管理大量虚拟机，从而允许企业或服务提供商按需提供计算资源；Openstack可以为云服务或云应用提供所需的对象及块存储资源。为了解决传统的网络管理技术无法真正的实现高扩展、高自动化地管理下一代网络，Openstack 提供了插件式、可扩展、API 驱动型的网络及IP管理功能。
Part 03 ●  Openstack支持几种网络类型 ● 
Openstack网络类型主要分为两种：provider networks、和self-service networks，其中self-service比provider多了一个三层路由功能组件[2][3]，该组件负责实现网络三层协议，为虚拟机完成SNAT、DNAT等地址的转换与伪装，提供安全弹性隔离的云网络环境。
- provider network

provider网络就是常说的桥接网络，虚拟机内部网络通过bridge的方式直接桥接到宿主机的某张物理网卡上，从而实现虚拟机可以正常的访问外部网络，同时虚拟机外部网络也可以访问虚拟机的内部网络。
- self-service networks

self-service网络通过在虚拟机和宿主机之间建立虚拟路由器，在虚拟机内部可以是一个私有地址连接至虚拟路由器的一个接口上，而虚拟路由器的另外一端通过网桥桥接到宿主机的某一张物理网卡；所以self-service网络很好的隐藏了虚拟机的地址，它能够实现虚拟机访问外部网络，而外网用户是不能够直接访问虚拟机的；为了实现从虚拟机外部网络访问虚拟机，可以对虚拟机和外部的网络做一对一nat绑定或者进行端口映射[2][4]。总之provider网络具备的能力，self-service一般都具备，并在此基础上还兼具高度的自定义内部网络功能。
Part 04 ●  不同网络类型应用场景 ● 
provider应用场景
provider networks拓扑中，虚拟机网口直接桥接在物理机网卡上，并且直接使用外部网络分配的IP地址，该网络类型尽可能减少了对Openstack内部网络组件的依赖，主要利用外部网络基础设施，相对self-service networs不仅稳定性更强，同时引入内部网络处理时延更小；由于网络拓扑相对简单，因此适用于对网络特性要求不高的场景。
self-service应用场景
self-service网络拓扑中，虚拟机不是直接桥接在物理网卡上，自身具备一个私有网络，该私有网络通过虚拟路由器与物理网卡相连，网络拓扑结构相对复杂，相较provider直接桥接在物理网卡，self-service网络引入虚拟路由器，会引入一定的处理时延；由于网络拓扑相对复杂，灵活性较强，因此适用于对网络特性有一定要求的场景。
Part 05 ●  Openstack快速入门 ● 
Openstack本身部署设计开源组件较多，为了降低用户和开发人员部署难度，社区提供了一个一键快速部署环境Devstack。Devstack是Openstack开发版，通过自动化脚本，可以快速完成云计算系统环境的快速搭建和功能验证。
5.1 环境准备
当前Devstack[5]基于ubuntu22.04进行了严苛测试，建议基于vmware创建ubuntu22.04虚拟机，详细配置如下>
 
 
 
 
5.2 环境部署
添加用户,sudo useradd -s /bin/bash -d /opt/stack -m stack,添加执行权限,sudo chmod +x /opt/stack,添加sudo权限,echo "stack ALL= NOPASSWD: ALL" | sudo tee /etc/sudoers.d/stack,sudo -u stack -i,下载devstack,git clone,https://opendev.org/Openstack/devstack,cd devstack,创建配置文件,vim local.conf
 
 
 
开始安装,./stack.sh,Part 06 ●  总结 ● 
总的来说，Openstack网络类型分为provider和self-service两种类型，针对不同的网络场景，选择对应的部署方式：如云电脑、云桌面等网络拓扑相对固定，可以选择provider网络类型，但是需要注意provider对部署的基础设施和机房网络环境有一定要求；针对私有云、公有云等复杂业务场景可以选择self-service网络类型，以便满足云内部复杂的网络需求。
参考资料,[1]华为IP知识百科：什么是Openstack,华为IP知识百科官网，2021年10月9日，https://info.support.huawei.com/info-finder/encyclopedia/zh/Openstack.,[2]cnblog平台:云计算管理平台之OpenStack网络服务neutron,2020年10月31日https://www.cnblogs.com/qiuhom-1874/p/13904845.,[3]Openstack官方安装文档：Provider network 网络介绍, Openstack官网，2023年1 月14日，https://docs.Openstack.org/install-guide/launch-instance-networks-provider.,[4]Openstack官方安装文档：Provider network 网络介绍, Openstack官网，2023年1 月14日，https://docs.Openstack.org/neutron/pike/admin/deploy-lb-selfservice.,[5]Openstack官方安装文档：Provider network 网络介绍, Openstack官网，2023年1 月12日，https://docs.Openstack.org/devstack/latest/,=============,移动通信的未来发展方向在哪里？毫米波是无法避开的，我们将介绍毫米波的一些优势，以及未来的发展方向。