Neutron基本架構

一. Neutron基本架構

下圖展示了Neutron基本的架構及包含的組件。

• neutron-server

提供REST API服務，后端使用關系數據庫。

• Message Queue

neutron-server使用Message Queue與其他Neutron agents進行交換消息，但是這個Message Queue不會用于neutron-server與其他OpenStack組件如nova進行交換消息。

• L2 Agent

負責連接端口(ports)和設備，使他們處于共享的廣播域(broadcast domain)。通常運行在Hypervisor上。

• DHCP agent

用于配置虛機主機的網絡(某些情況可能不需要DHCP agent，例如使用config drive來配置虛擬主機的情況）。

• L3 Agent

負責連接tenant網絡到數據中心，或連接到Internet。在真實的部署環境中，一般都需要多個L3 Agent同時運行。

二.Neutron各組件詳細介紹

• neutron-server

neutron-server組件由REST API Service，RPC SErvice，Plugin幾部分組成。

• REST API Service

neutron-server本身是WSGi應用，提供REST API服務，使用9696端口，對用戶暴露基本的邏輯資源，如network, subnet, port等，同時負責HTTP request和response的序列化。

• RPC Service

使用AMQP， 基于oslo messaging模塊，用于agents之間的雙向通信

• Plugin

使用Python編寫。同時只能使用一個plugin，plugin必須實現V2 APIs，可以提供數據庫訪問或者擴展支持。例如ML2 Plugin。

• Plugin Extensions

Plugin 提供了擴展機制，這種機制可以為REST API增加更多的邏輯資源，如router，security group等。Pplugin的擴展點由neutron-server在啟動的時候發現和加載。常見的擴展點如 Binding，DHCP，L3，Provider，Quota, Security，其他的擴展點如Allowed Addresses， Extra Routes，Metering等。

• Monolithic Plugin

Monolithic Plugin的特征是實現所有的Core資源。Neutron中包含兩種類型Monolithic Plugin，一種是Proxy Plugin，將功能代理到其他實際管理data plane的拓撲的服務器，例如BigSwitch Plugin，另一種是Direct Control Plugin，例如Linux Bridge或Open vSwitch Plugin，實際操作虛機設備。

• ML2 Plugin drivers

目前Neutron已經默認使用ML2 Plugin，ML2 Plugin使用戶能夠同時利用數據中心中各種L2網絡技術。ML2 Plugin提供兩種Drivers，一種是Typer Driver, 維護網絡狀態，驗證provider network和分配tenant網絡，目前，支持的網絡類型包括local, float, vlan, gre, vxlan。另一種是Mechanism Driver, 負責使用Type Driver提供的信息，實現具體的網絡機制，例如通過Open vSwitch實現VLAN網絡。

• L2 Agent

L2 Agent通常運行在Hypervisor，與neutron-server通過RPC通信，監聽并通知設備的變化，創建新的設備來確保網絡 segment的正確性，應用security groups規則等。例如，OVS Agent，使用Open vSwitch來實現VLAN， GRE，VxLAN來實現網絡的隔離。

• L3 Agent

在介紹L3 Agent之前，Mark介紹了Linux network namespace，這時實現L3 agent的技術基礎，特別是overlapping ip，必須依賴namespace來實現。每一個namespace是一個獨立的IP Stack，namespace之間通過虛擬設備之間的link來實現。關于linux network namespace的信息可以參照這篇文章：http://blog.scottlowe.org/2013/09/04/introducing- linux-network-namespaces/

L3 Agent運行在網絡結點，負責連接tenant網絡到數據中心，或連接到Internet。如上所述使用namespaces，通過獨立的IP Stacks，啟用Forward，靜態路由和metadata proxy來實現。

• Configuration Agents: DHCP

DHCP Agent用于配置虛擬主機的網絡。基于RPC通知實現（來自neutron-server的notifications），使用dnsmasq實現IP 地址分配及域名服務器的設置，通過namespace實現不同網絡之間DHCP服務的隔離，支持多個DHCP Agent同時運行以支持Active-Active的HA。

• Configuration Agents: Metadata Proxy

將metadata請求代理到Nova。

除此之外，Mark亦簡要介紹了LBaaS，V*NaaS，FWaaS等Neutron的Service Plugin組件。也提到Juno當中正在開發的一個新功能：在創建虛機時，Nova等待Neutron創建虛機設備，設備創建成功后通知nova繼續虛機的部署。

總體來說，Mark的介紹非常詳盡，不過需要具有一定的網絡，OpenStack，Linux背景才能夠完全吸收，盡管如此，可以從這個介紹入手去進一步熟悉Neutron的架構細節。

本篇，整理自openstack中國社區： http://www.openstack.cn/?p=1745