详解OpenStack云平台的网络模式及其工作机制

网络，是OpenStack的部署中最容易出问题的，也是其结构中难以理清的部分。经常收到关于OneStack部署网络方面问题和OpenStack网络结构问题的邮件。下面根据自己的理解，谈一谈OpenStack的虚拟网络、网络拓扑和网络流。个人理解有限，仅抛砖引玉，有问题请指正，谢谢。

一、相关概念和要点（可跳过）

1、OpenStack中nova-network的作用

OpenStack平台中有两种类型的物理节点，控制节点和计算节点。控制节点包括网络控制、调度管理、api服务、存储卷管理、数据库管理、身份管理和镜像管理等，计算节点主要提供nova-compute服务。控制节点的服务可以分开在多个节点，我们把提供nova-network服务的节点称为网络控制器。

OpenStack的网络由nova-network（网络控制器）管理，它会创建虚拟网络，使主机之间以及与外部网络互相访问。

OpenStack的API服务器通过消息队列分发nova-network提供的命令，这些命令之后会被nova-network处理，主要的操作有：分配ip地址、配置虚拟网络和通信。

区分以下两个概念：控制节点和网络控制器

在最简单的情况下，所有服务都部署在一个主机，这就是all-in-one；

稍微复杂点，除了nova-compute外所有服务都部署在一个主机，这个主机进行各种控制管理，因此也就是控制节点（本文把2个或以上节点的部署都称为“多节点”）；

但是，很多情况下（比如为了高可用性），需要把各种管理服务分别部署在不同主机（比如分别提供数据库集群服务、消息队列、镜像管理、网络控制等）。这个时候网络控制器（运行nova-network）只是控制节点群中的一部分。

2、OpenStack中network的2种ip、3种管理模式

Nova有固定IP和浮动IP的概念。固定IP被分发到创建的实例不再改变，浮动IP是一些可以和实例动态绑定和释放的IP地址。

Nova支持3种类型的网络，对应3种“网络管理”类型：Flat管理模式、FlatDHCP管理模式、VLAN管理模式。默认使用VLAN摸式。

这3种类型的网络管理模式，可以在一个ОpenStack部署里面共存，可以在不同节点不一样，可以进行多种配置实现高可用性。

简要介绍这3种管理模式，后面再详细分析。

二、3种网络模式的工作机制

Flat模式

1）指定一个子网，规定虚拟机能使用的ip范围，也就是一个ip池（

2）创建实例时，从有效ip地址池接取一个IP，为虚拟机实例分配，然后在虚拟机启动时候注入虚拟机镜像（文件系统）；

3）必须手动配置好网桥（br100），所有的系统实例都是和同一个网桥连接；网桥与连到网桥的实例组成一个虚拟网络，nova-network所在的节点作为默认网关。比如flat_interface=eth1;eth1的ip为10.0.0.1，其它网络ip在10.0.0.1/27内。flat interface-->br100-->flat network

4）此后，网络控制器（nova-network节点）对虚拟机实例进行NAT转换，实现与外部的通信。

注意：目前好像配置注入只能够对Linux类型的操作系统实例正常工作，网络配置保存在/etc/network/interfaces文件。