Hálózati szolgáltatások OpenStack környezetben

Hálózati szolgáltatások OpenStack környezetben Szabó Gábor mérnök-tanácsadó, Cisco Systems Magyarország Kft. [email protected] Networkshop, 2014. április 23-25.

Napirend 

OpenStack áttekintés



OpenStack hálózati szolgáltatások



Cisco fejlesztések – OpenStack hálózati képességek kiterjesztése

© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Cisco Public

2

Mi is az OpenStack?

OpenStack egy “Infrastructure As A Service (IaaS)” felhő üzemeltetési projekt

Nyílt forráskódú felhő operációs rendszer számítási, tárolási, hálózati és virtualizációs technológiák üzemeltetésére


Cisco Public

3

Austin: Inaugural Design Summit

Austin

Cactus Bexar


április

szeptember

megalakul

2012

forráskód megnyitása

szeptember

forráskód megnyitása

április

OpenStack

február

NASA: Nebula

2011

Rackspace: Swift

Essex Diablo

Grizzly Folsom

április

július

október

június

április

május

2013

március

október

2010

2010

OpenStack: történelem és fejlődés

Icehouse Havana

Juno

Cisco Public

4

OpenStack szoftver modulok („Projektek”) 

Automatizáció („Heat”)



Portál („Horizon”)



Számítási erőforrások (‚Nova”)



Blokkos tároló („Cinder”)



Objektum-orientált tároló („Swift”)



Hálózat („Neutron”)



Guest OS állományok („Glance”)



Azonosítás („Keystone”)



Monitorozás („Telemetry”) (korábbi neve: „Celiometer”)


Cisco Public

5

OpenStack hálózati szolgáltatások


Cisco Public

6

OpenStack hálózati projekt (Neutron) 

Más OpenStack modulok által üzemeltetett eszközök számára biztosít hálózati kommunikációs szolgáltatásokat



Felhő-rendszerek hálózati szolgáltatásai számára biztosít fogalmi keretet és funkciókat



Miért van szükség külön projektre?   

A Nova projekt hálózati szolgáltatásai alapszintűek Gazdag topológiai választékot kínáló API Szolgáltatás-készlet bővíthető plugin modulokkal Neutron



Korábbi neve: Quantum


Cisco Public

7

Alapvető Neutron API fogalmak

Nova Neutron

Ügyfél_A VM1 30.0.0.2

Ügyfél_B VM1 30.0.0.3


Ügyfél_C VM1 30.0.0.5

L2 virtuális hálózat Virtuális alhálózat (30.0.0.0/24)



Hálózat (network): izolált L2 szegmens, Ethernet kereteket továbbít



Alhálózat (subnet): IPv4 vagy IPv6 címtartomány



Port: virtuális hálózat kapcsolódási pontja eszközök csatlakozásához


virtuális szerver virtuális port L2 virtuális hálózat virtuális alhálózat

Cisco Public

8

OpenStack logikai hálózati topológiák





Osztott hálózat 30.0.0.0/22




Ügyfél_C VM1 30.0.1.3 30.0.2.2



30.0.0.1

Ügyfél_D VM1 30.0.2.3


30.0.1.1 30.0.0.1 30.0.2.1

Fizikai router

Egyetlen osztott hálózat © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Fizikai router

Több osztott hálózat Cisco Public

9

OpenStack logikai hálózati topológiák Ügyfél_A Magánhálózat 10.0.0.0/24

Ügyfél_A VM1 30.0.0.2 10.0.0.2

Ügyfél_A VM2 30.0.0.3 10.0.0.3

Ügyfél_C Magánhálózat 10.0.0.0/24

Ügyfél_C VM1 30.0.0.5 10.0.0.2







Ügyfél_A Magánhálózat 10.0.0.0/24 10.0.0.1

Osztott hálózat 30.0.0.0/22 30.0.0.1


10.0.1.1

Szolgáltatói router (virtuális) 30.0.0.2

Külső hálózat 30.0.0.0/22 30.0.0.1

Fizikai router

Fizikai router

Kevert osztott- és magánhálózat © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Szolgáltatói és ügyfél hálózatok Cisco Public

10

OpenStack logikai hálózati topológiák Ügyfél_A VM1 10.0.0.2




Ügyfél_A Magánhálózat 10.0.0.0/24


10.0.0.1

10.0.0.1

Ügyfél_A router (virtuális)



Ügyfél_C Magánhálózat 10.0.1.0/24 10.0.1.1

Ügyfél_C router (virtuális)

30.0.0.2

30.0.0.3

Külső hálózat 30.0.0.0/22 30.0.0.1

Fizikai router

Ügyfél routerek és magánhálózatok © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Cisco Public

11

Neutron szolgáltatások és szerver szerepkörök Felügyeleti hálózat

Felügyeleti hálózat: OpenStack komponensek üzemeltetésére, tárolóeszközök elérésére Adat-hálózat:

dhcp-agent

•különböző szervereken működő VM-ek egymás közti forgalma (VLAN vagy GRE/VxLAN tunnel)

*-plugin-agent *-plugin-agent

*-plugin-agent

l3-agent l3-agent l3-agent

•VM-ek külső hálózatok felé menő forgalma (IP gateway) Azonos szerveren működő VM-ek egymás közötti forgalma helyben megfordul

nova-compute nova-compute nova-compute nova-compute *-plugin-agent *-plugin-agent *-plugin-agent *-plugin-agent

dhcp-agent dhcp-agent

L2B/OVS

Network Node Network Node

Compute Node Compute Node Compute Node

Network Node Adat-hálózat

mysql, rabbit...

Cloud Controller Node API hálózat

Külső hálózat: ezek keresztül kapcsolódnak a VM-ek a külső hálózatokhot / Internethez


neutron-server

Compute Node

Külső hálózat

Nagy teljesítményhez több Network Node szükséges

nova-scheduler

keystone

L2B/OVS

Network node L3 gateway / router szerepet lát el a kimenő és VLAN –ok közötti forgalom számára

nova-api

Internet

API hálózat: ezen keresztül érik el a felhasználók az OpenStack portált (Horizon) és a Cloud API-t (REST) Cisco Public

12

OpenStack logikai hálózatok és megvalósításuk 





Openstack hálózat: L2 szegmens megvalósítása különböző technológiákkal 

Local: egyetlen szerveren belül („all-in-one”)



Flat: Vlan azonosítónélküli szabványos Ethernet



VLAN: 802.1q azonosítóval rendelkező szabványos Ethernet



GRE: Ethernet GRE tunnel felett



VXLAN: Virtual Extensible LAN (Ethernet over UDP) tunnel

Szolgáltatói hálózat (“provider network”): 

Openstack adminisztrátor hozza létre



Fizikai hálózatoknak felel meg



Megvalósítás: Flat, VLAN

Ügyfél hálózat (“tenant network”): 

Ügyfelek képesek létrehozni, izolált L2 szegmensek



Megvalósítás: VLAN, GRE, VXLAN


Cisco Public

13

Neutron – Plugin koncepció Grizzly: monolitikus plugin

Havana: ML2 moduláris plugin

Neutron Server

Neutron Server ML2 Plugin Type Manager

Plugin API Vendor/User Plugin

Other Vendor

Cisco Nexus

Hyper-V

Linuxbridge

Open vSwitch


VxLAN TypeDriver VLAN TypeDriver GRE TypeDriver

Optional sub-plugin (Open vSwitch)

API Extension Mechanism Manager

Cisco Public

14

Ügyfél hálózatok – VLAN implementáció


eth0

breth0

VM

br-int

VM



Szegmens ID: belső vagy külső (external) VLAN



Adat (Data) hálózat: 802.1Q VLAN tartomány



br-eth0: VLAN transzláció

Külső hálózat

eth1

br-ex

br-int

eth0

eth0 eth0

VM

Qrouter

802.1Q (fizikai)

br-eth0 br-eth0

VM

Adat hálózat

br-int

VM

br-int

VM

Network Node

br-eth0

Compute Node

Cisco Public

15

Ügyfél hálózatok – GRE, VxLAN implementáció Compute Node

Network Node


eth0

br-tun

VM

br-int

VM

Külső hálózat

eth1

Qrouter

br-ex

br-int

br-tun

eth0 eth0

VM

eth0

br-tun br-tun

VM

Adat hálózat (fizikai)

br-int

VM

br-int

VM



Szövevényes (full-mesh) GRE/VxLAN tunnel-hálózat



Szegmens ID: GRE/VxLAN Tunnel ID



Adat hálózat: Ethernet (VLAN fejléccel vagy anélkül)



Felügyeleti hálózat is használható Cisco Public

16

VM hálózati kommunikáció – egy csomag élete network-node

compute-node-01

IP Tables/Floating IP

NAT

VM

VM

VM

Qrouter

DHCP DHCP

br-int

tap

br-int

patch-tun

patch-tun

int-br-ex

patch-int

patch-int

phy-br-ex

br-tun

br-tun

eth0

eth0

GRE tunnel

br-ex

eth1

Nyilvános hálózat: 192.168.238.x/24

Felügyeleti hálózat: 10.121.13.x © 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Cisco Public

17

Cisco fejlesztések – OpenStack hálózati képességek kiterjesztése


Cisco Public

18

Cisco Nexus plugin: L3 Gateway Nexus kapcsolón Felügyeleti hálózat

•

•

•

•

Cisco Nexus kapcsolók SVI interfészei biztosítják a L3 gateway és inter-VLAN routing szolgáltatásokat Hálózati teljesítmény maximalizálása (Network Node Linux hálózati réteg véges teljesítménye) Network Node megmaradó funkciói: L3 kiegészítő szolgáltatások (pl. DHCP) Jelenleg támogatott ügyfél-hálózat implementáció: VLAN

nova-compute nova-compute nova-compute nova-compute *-plugin-agent *-plugin-agent *-plugin-agent *-plugin-agent

dhcp-agent dhcp-agent dhcp-agent *-plugin-agent *-plugin-agent *-plugin-agent l3-agent l3-agent l3-agent

nova-api nova-scheduler neutron-server keystone

L2B/OVS

L2B/OVS Network Node Network Node Network Node

Compute Node Compute Node Compute Node Compute Node

Adat hálózat Külső hálózat

mysql, rabbit... Nexus PIugin Cloud Controller Node

API hálózat

Internet


Cisco Public

19

Neutron - Cisco Nexus Plugin előnyök 

Automatikus VLAN konfigurálás 



Layer 3 Gateway   



VLAN-ok konfigurálása a Nexus kapcsolókon Nexus kapcsoló L3 interfész (SVI) hozzárendelése ügyfél VLAN-hoz Nexus kapcsoló végzi a routing-ot -> célhardver szintű teljesítőképesség Nincs szükség a Network Node L3 Agent konfigurálására

Magas rendelkezésre-állás (HA) a szerverek csatlakoztatására 

Multi-Chassis Etherchannel (vPC) alkalmazása – redundáns szerver bekötés


Cisco Public

20

Tervek: OpenStack és Nexus 1000V 





Elosztott virtuális kapcsoló Open vSwitch helyett Hálózati funkciókat egy ponton elég egy ponton konfigurálni vPath Service Insertion/Chaining



VXLAN Overlay Networking



CSR, VPN, Firewall, stb.

Felügyeleti hálózat

nova-compute nova-compute nova-compute nova-compute *-plugin-agent *-plugin-agent *-plugin-agent

nova-compute nova-compute

dhcp-agent

*-plugin-agent *-plugin-agent *-plugin-agent

*-plugin-agent

nova-api nova-scheduler Neutron-server keystone

l3-agent

Compute Node N1000V Compute Node Compute Node Compute Node

VSM/N1000V Compute Node Compute Node Network Node


mysql, rabbit...


Internet


Cisco Public

21

Tervek - L3 routing CSR 1000V virtuális routerrel 





CSR 1000V router virtuális gépként fut Network vagy Compute Node szerver(ek)en – L3 gateway és inter-VLAN routing szolgáltatások

Felügyeleti hálózat

nova-compute nova-compute nova-compute nova-compute *-plugin-agent *-plugin-agent *-plugin-agent

dhcp-agent

CSR 1000V teljes Cisco IOS szolgáltatáskészletet kínál: VPN, BGP, OSFP, MPLS, stb.

*-plugin-agent

Mind ügyfél, mind OpenStack admin telepítheti / üzemeltetheti

Network Node

*-plugin-agent

nova-api nova-scheduler Neutron-server keystone

CSR 1000V

Compute Node N1000V Compute Node Compute Node Compute Node

VSM/N1000V


mysql, rabbit...


Internet


Cisco Public

22

Tervek – VxLAN végződtetés Cisco Nexus kapcsolókon Compute Node

Network Node


br-int Külső hálózat

eth0

br-tun

VM

br-int

VM

br-tun

eth0 eth0

VM

eth0

br-tun br-tun

VM

DHCP

Adat hálózat (fizikai)

br-int

VM

br-int

VM



L3 gateway funkció Nexus 7000, Nexus 5600 kapcsolón



VxLAN: nagy skálázhatóság 16M ügyfél hálózat Nexus 7000 végződtetés: 16K

Cisco Public

23

Köszönöm a figyelmet!

Hálózati szolgáltatások OpenStack környezetben

Recommend Documents