openstack neutron基础(一)-基本概念

neutron架构

neutron分为neutron-server和agent，neutron-server运行在controller节点，agent运行在compute节点和network节点，neutron-server和agent之间通过rpc通信。个人理解neutron就是resource(network, subnet, port，security_group)和对resource的extension(qos等)的CUD(create, update, delete)，真正实现CUD操作重担落在各种plugin的肩膀上。

• neutron-server

openstack各大组件都向外提供API服务，neutron也不例外，有neutron-server跑在controller节点，提供标准的api，还有各种extension实现api功能的扩展。ML2 plugin作为核心插件实现api中的network，subnet，port和security_group，还支持一些extension，主要实现layer 2转发的功能。高级services的plugin实现更多的高级功能，如l3_router实现layer 3的功能，主要是三层转发和NAT的功能，其它plugin还能实现LB，FW和VPN的功能。

neutron-server DB层是做什么的？

neutron-server肯定得把network,subnet,port等相关的信息存放在数据库中，还得定义数据存放的格式和数据之间的关系，以及新加属性后的升级等，DB层提供的功能保证数据操作是安全和一致性的，总之DB层是通用层，DB操作交给这层就行了，不用其它层操心。

plugin是什么玩意？

plugin继承DB层定义的类和方法，然后实现对agent的notify和RpcCallback。api请求来之后先对数据库进行操作，然后再通知agent进行动作，或者收到agent rpc消息进行相应的操作。

ML2 plugin又是干什么的？

ML2= multiple layer 2，实现了多种多样的layer 2转发类型，如flat，vlan，VXLAN和GRE，同样实现vlan转发既可以用ovs也可以用linux bridge，所以又搞出个type_driver和mechanisim_driver。typedriver是抽象层面的概念，每种类型的网络都是不一样的，表示的信息不一样，如vlan网络就是vlan id了，vxlan网络就是vni了，所以一种type_driver表示一种网络，创建这种类型的网络就用对应的type_driver做检查和分配信息，如vlan id是否够用，分配一个vlan id或者指定的vlan id是否已经被占用。mechanisim_driver可以认为是实现机制，也可以认为它是ML2的plugin，这个ML2的plugin可以和对应的l2 agent通信，linux bridge agent可以实现基于vlan的转发，ovs agent也可以实现基于vlan的转发，那么linux bridge和ovs就是两种实现机制，所以每种实现机制需要向neutron-server报告自己支持的网络类型和接口类型，还有是否支持security_group等。

service plugin又能干什么？

service plugin就是更高级功能的plugin，包括l3_router plugin实现的是三层转发和NAT功能。service plugin也分为type和provider，类比ML2 plugin，type就是routing，firewall, vpn和lb，privider就是driver，同样是routing，可以用l3 agent的namespace实现转发，也可以用H3C的硬件来实现，只要H3C提供plugin就行了。

• agent

agent运行在compute node或者network node，是具体干活的，控制数据面转发机制，把流量打通，如已经用到的dhcp-agent, linux-bridge-agent，l3-agent，openvswitch-agent，metadata-agent等等，agent和neutron-server侧的plugin进行交互。

• neutron-server和agent通信机制

neutron原生实现agent和neutron-server之间用消息队列通信，neutron-server可以push，agent进行pull，或者agent定时信息同步，然后agent调用命令搭建数据面的路径。agent也可以是SDN controller，厂商自己实现的plugin通过其它方式和controller通信，对接了SDN controller就不再需要原生的那些agent了，如H3C vcf和contrail。

总结

neutron牛逼之处在于它融入了openstack生态，大家接受度比较高，有社区推广，整体比较认同它的api，并且api可扩展，再一点和nova结合紧密，掌握所有VM的IP和MAC，所以再高大上的SDN controller也只能作为它的一个plugin。北向接口比较清晰，但南向接口委托给agent了，和转发面接口不明确。首包上送没有的，miss到controller不存在的，高可用性自己实现，动态路由交给agent实现，分布式controller算是一点吧，完全体现了大的开源社区做软件的方法，先做出来一个基础版本有基础功能能用再说，把握核心，改进可扩展性，厂商随便加plugin，agent随便加以便实现更多功能。到底算不算是一个SDN controller，不知道，也已经不重要了，全是摸着石头干出来的，能解决实际问题就行。