如何將openstack環境中的虛擬機與public network連通

這期內容當中小編將會給大家帶來有關如何將openstack環境中的虛擬機與public network連通，文章內容豐富且以專業的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

我們進一步分析路由功能，說明實現內部internal network和public network的路由（而不僅僅是internal network之間）。

我們還會分析neutron如何將浮動IP配置給虛擬機，從而實現public network與虛擬機的連通。

Use case #5: Connecting VMs to the public network

所謂“public network”，指openstack部署環境以外的網絡。這個網絡可以是datacenter中的另一個網絡、internet、或者一個不被openstack控制的私有網絡。

與public network通信，我們需要在openstack中創建一個network并設置為public。這個network用于虛擬機與public network通信。虛擬機不能直接連接到這個新創建的屬性為public的network，所有網絡流量必須使用openstack創建的router從private network路由到public network。在openstack中創建public network，我們只需要使用neutron net-create 命令，并將router:external設置為True。
在我們的例子中，public newtork叫做“my-public”。

# neutron net-create my-public --router:external=True
Created a new network:
+---------------------------+--------------------------------------+
| Field                     | Value                                |
+---------------------------+--------------------------------------+
| admin_state_up            | True                                 |
| id                        | 5eb99ac3-905b-4f0e-9c0f-708ce1fd2303 |
| name                      | my-public                            |
| provider:network_type     | vlan                                 |
| provider:physical_network | default                              |
| provider:segmentation_id  | 1002                                 |
| router:external           | True                                 |
| shared                    | False                                |
| status                    | ACTIVE                               |
| subnets                   |                                      |
| tenant_id                 | 9796e5145ee546508939cd49ad59d51f     |
+---------------------------+--------------------------------------+

在我們的環境中，控制節點的eth4是一個沒有綁定IP的網卡。我們使用它接入外部public network。因此我們將eth4加入OVS網橋"br-ex"，Neutron會將虛擬機向外部網絡的發送的網絡包路由到這個bridge。

# ovs-vsctl add-port br-ex eth4
# ovs-vsctl show
8a069c7c-ea05-4375-93e2-b9fc9e4b3ca1
.
.
.
    Bridge br-ex
        Port br-ex
            Interface br-ex
                type: internal
        Port "eth4"
            Interface "eth4"
.
.
.

我們在eth4上創建了一個IP范圍是180.180.180.0/24的public network。這個public network存在于datacenter中，通過gateway 180.180.180.1可以連接到datacenter網絡。為了將這個網絡與Openstack環境相連，我們需要在“my-public"這個network，上創建一個有相同IP范圍的subnet，并告訴neutron這個network的gateway。

# neutron subnet-create my-public 180.180.180.0/24 --name public_subnet --enable_dhcp=False --allocation-pool start=180.180.180.2,end=180.180.180.100 --gateway=180.180.180.1
Created a new subnet:
+------------------+------------------------------------------------------+
| Field            | Value                                                |
+------------------+------------------------------------------------------+
| allocation_pools | {"start": "180.180.180.2", "end": "180.180.180.100"} |
| cidr             | 180.180.180.0/24                                     |
| dns_nameservers  |                                                      |
| enable_dhcp      | False                                                |
| gateway_ip       | 180.180.180.1                                        |
| host_routes      |                                                      |
| id               | ecadf103-0b3b-46e8-8492-4c5f4b3ea4cd                 |
| ip_version       | 4                                                    |
| name             | public_subnet                                        |
| network_id       | 5eb99ac3-905b-4f0e-9c0f-708ce1fd2303                 |
| tenant_id        | 9796e5145ee546508939cd49ad59d51f                     |
+------------------+------------------------------------------------------+

然后，我們需要將router接入我們新創建的public network，使用下列命令創建：

# neutron router-gateway-set my-router my-public
Set gateway for router my-router

注意：我們在兩種情況下使用術語“public network",一個是datacenter中真實的public network，為了區分我們把它（180.180.180.0/24）叫做"external public network"。另一個是openstack中我們使用的"public network"，我們稱之為“my-public"的接口網絡。我們還涉及兩個”gateways“，一個是外部Public network用的gateway（180.180.180.1），另一個是router中的gateway接口（180.180.180.2）。

執行上述的操作后，router上（之前已經擁有兩個網絡接口，連接兩個不同的internal network）增加了第三個網絡接口（被稱作gateway）。router可以有多個網絡接口，連接普通的internal subnet或者作為gateway連入“my-public"網絡。一個經常犯的錯誤是，試圖以通常網絡接口的方式接入public network，操作可能成功，但是卻并不能與外部網絡連通。在我們創建一個public network，subnet并接入router，網絡拓撲看起來是這樣的:

進入router的namespace中，我們看到其中增加了一個180.180.180.0/24網段IP的網絡接口，IP為180.180.180.2：

# ip netns exec qrouter-fce64ebe-47f0-4846-b3af-9cf764f1ff11 ip addr
.
.
22: qg-c08b8179-3b:  mtu 1500 qdisc noqueue state UNKNOWN                                                      
    link/ether fa:16:3e:a4:58:40 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 180.180.180.2/24 brd 180.180.180.255 scope global qg-c08b8179-3b
    inet6 2606:b400:400:3441:f816:3eff:fea4:5840/64 scope global dynamic
       valid_lft 2591998sec preferred_lft 604798sec
    inet6 fe80::f816:3eff:fea4:5840/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
.
.

在這里router的gateway地址180.180.180.2與虛擬機是聯通的，虛擬機可以ping到它。我們也能從虛擬機ping到外部網絡的gateway180.180.180.1以及這個gateway所連的網絡。如果我們查看router namespace，發現iptables的NAT talbe中有以下兩行規則。

# ip netns exec qrouter-fce64ebe-47f0-4846-b3af-9cf764f1ff11 iptables-save
.
.
-A neutron-l3-agent-snat -s 20.20.20.0/24 -j SNAT --to-source 180.180.180.2
-A neutron-l3-agent-snat -s 10.10.10.0/24 -j SNAT --to-source 180.180.180.2
 
.
.

因此，從net1或net2向外網發出的網絡包，其源IP地址會被修改為180.180.180.2。我們可以在虛擬機中ping外網的某個地址，看下請求包的IP地址是否是這個IP地址。

namespace中的路由表會把所有外部流量路由到外網的gateway（180.180.180.1）。

#  ip netns exec  qrouter-fce64ebe-47f0-4846-b3af-9cf764f1ff11 route -n
Kernel IP routing table
Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
0.0.0.0         180.180.180.1   0.0.0.0         UG    0      0        0 qg-c08b8179-3b
10.10.10.0      0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 qr-15ea2dd1-65
20.20.20.0      0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 qr-dc290da0-0a
180.180.180.0   0.0.0.0         255.255.255.0   U     0      0        0 qg-c08b8179-3b

虛擬機中發出的流向public network的請求，會被NAT映射為源地址為180.180.180.2，然后發給public network的gateway。同樣，我們可以看到在namespace中ip forward功能是啟動的。

# ip netns exec qrouter-fce64ebe-47f0-4846-b3af-9cf764f1ff11 sysctl net.ipv4.ip_forward
net.ipv4.ip_forward = 1

Use case #6: Attaching a floating IP to a VM

現在，虛擬機可以訪問public network。下一步，我們嘗試允許外部客戶訪問Openstack環境中的虛擬機，通過floating IP可以完成這個功能。 Floating IP由外部網絡提供，用戶可以將它設置給虛擬機，從而允許外部客戶接入虛擬機。

創建Floating IP，第一步是按照上一個usecase的講解，將虛擬機連入外部網絡。第二步時使用命令行，產生一個浮動IP。

# neutron floatingip-create public
Created a new floatingip:
+---------------------+--------------------------------------+
| Field               | Value                                |
+---------------------+--------------------------------------+
| fixed_ip_address    |                                      |
| floating_ip_address | 180.180.180.3                        |
| floating_network_id | 5eb99ac3-905b-4f0e-9c0f-708ce1fd2303 |
| id                  | 25facce9-c840-4607-83f5-d477eaceba61 |
| port_id             |                                      |
| router_id           |                                      |
| tenant_id           | 9796e5145ee546508939cd49ad59d51f     |
+---------------------+--------------------------------------+

根據"my-public" network的能力，用戶可以創建很多這樣的IP。將浮動IP與虛擬機關聯，可以通過命令行或者GUI完成。下圖是GUI的例子：

在router namespace中我們可以看到，新增加了3跳iptabales規則：

-A neutron-l3-agent-OUTPUT -d 180.180.180.3/32 -j DNAT --to-destination 20.20.20.2
-A neutron-l3-agent-PREROUTING -d 180.180.180.3/32 -j DNAT --to-destination 20.20.20.2
-A neutron-l3-agent-float-snat -s 20.20.20.2/32 -j SNAT --to-source 180.180.180.3

這些規則主要是對Floating IP進行NAT操作。對于router收到的目的地址為180.180.180.3的請求，會被轉換成目標地址為20.20.20.2。反之亦然。

綁定Floating IP后，我們可以連接到虛擬機。需要確認安全組規則已經被設置，從而允許這樣連接：

nova secgroup-add-rule default icmp -1 -1 0.0.0.0/0
nova secgroup-add-rule default tcp 22 22 0.0.0.0/0

這兩條規則，允許ping和ssh。

Iptables是一個復雜而強大的工具。如果想更好的理解iptables規則，可以查看iptables的幫助文件。

上述就是小編為大家分享的如何將openstack環境中的虛擬機與public network連通了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進行理解。如果想知道更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道。