自己紹介元木顕弘某電気系メーカの研究所に所属 IPルータ広域 Ethernet 装置迷惑メールフィルタなどの開発をやっていました最近は OpenStack, OpenFlow 周りで活動しています Linux JM Project 皆さん日本語マニュア

(1)

OpenStack が実現する仮想ネットワーク

～

OpenStack Quantum の紹介～

Akihiro Motoki (@ritchey98)

OpenStack Quantum Core Developer

Japan OpenStack Users Group

(2)

自己紹介

• 元木顕弘

_{Twiter: @ritchey98}

• 某電気系メーカの研究所に所属

–

_{IPルータ、広域Ethernet装置、迷惑メールフィルタなど}

の開発をやっていました。

– 最近は

OpenStack, OpenFlow 周りで活動しています。

• Linux JM Project

– 皆さん日本語マニュアル必要ですか。いつやめても

いいです

(^^;

(3)

OpenStack Project と Quantum

Compute

Nova

Swift (Objects)

*-as-a-Service Capability

OpenStack Service

Storage

Network

Glance (Images)

Quantum

Cinder (Block)

identity

Keystone

(4)

Quantum の目的 #1

• _{Network-as-a-Service (NaaS) を提供する}

– テナントが自由なネットワーク操作を提供

• 複数のプライベートなネットワークの作成

• IPアドレスの制御

– 論理ネットワーク操作

_API

• 論理操作と物理操作を分離

• 物理レイヤーは

Quantum (Plugin) が設定する

(5)

Quantum の目的 #2

• 複数のネットワーク技術に対応

– データセンタでは新たな要件が発生

• multi tenancy, remote data center, VM mobility, advanced

network services, …

–

Nova は VLAN + Linux iptables のみが利用可能

–

Nova は VLAN + Linux iptables のみが利用可能

– 新しいネットワーク技術に対応できるアーキテクチャ

• SDN/OpenFlow-based network

• Overlay tunneling (VXLAN, NVGRE, STT, …)

• L2 Fabric (Fabric Path, QFabric, …)

(6)

Quantum 仮想NWモデル

• テナントは複数の

Network を作成できる

• Network には Subnet (CIDR, GW等) を関連付ける。

–

1つのNWに複数のSubnetを関連付けできる。IPv4+IPv6, IPv4 Address pool 等

–

IPアドレスの払い出し (IPAM)

– テナント間での

IP アドレス重複にも対応

• Networkに複数のPort を作成できる。(L2SWのポートのイメージ)

–

VM の仮想NICはやルータのINF は Port と関連付けられる。

Net1

VM1 10.0.0.2

Nova

Quantum

_{L2 virtual network}

VM2

10.0.0.3

virtual port

virtual server

virtual interface (VIF)

virtual subnet

10.0.0.0/24

IPv6

(7)

Quantum でできること

TenantA-VM1 10.0.0.2 TenantA-VM1 10.0.0.2 TenantA-VM3 TenantA-VM3 9.0.0.2 TenantA-VM2 10.0.0.3 TenantA-VM2 10.0.0.3

Tenant-A Net1

10.0.0.0/24

Tenant-A Net2

9.0.0.0/24

L2 virtual network

virtual port

virtual server

virtual interface (VIF)

virtual subnet

• ネットワークの自由な作成

• IP overlapping Tenant Networks

External

88.0.0.0/18

External

Net

88.0.0.0/18

SNAT for external traffic

Floating IP

• 複数

NIC を持った VM の)作成

• ルータ経由で

Subnet 間通信

(8)

Tenant View vs Infra View

Tenant-A VM VM net2 VM VM net1 R Tenant-A VM VM net1 R

Internet

Infra (Provider) View

VM

Tenatn View

Data Center Network

Internet

GW

vSwitch

VM VM

vSwitch

VM VM

vSwitch

VM VM

SW

(9)

Tenant View vs Infra View

Tenant-A VM VM net2 VM VM net1 R Tenant-A VM net1 R

Internet

User

• Quantum は論理操作をユーザに提供

• 物理操作はプラグイン

or NW Controller が行う

REST API

Infra (Provider) View

VM

VM net1

R

Tenatn View

Data Center Network

Internet

GW

vSwitch

VM VM

vSwitch

VM VM

vSwitch

VM VM

Quantum

NW

Controller

SW

Nova

Plugin

REST API

(10)

Quantum API

• _{Network, Subnet, Port のそれぞれに対して}

List, Create, Read, Update, Delete 操作を

REST API で行う。

–

net-create, net-update, net-delete,

net-list, net-show

–

subnet-create, subnet-update, subnet-delete,

subnet-list, subnet-show

–

port-create, port-update, port-delete,

(11)

Quantum API (network)

$ quantum net-create net1 Created a new network:

(12)

Quantum API (subnet)

$ quantum subnet-create net1 172.16.1.0/24 Created a new subnet:

+---+---+ | Field | Value | +---+---+ | allocation_pools | {"start": "172.16.1.2", "end": "172.16.1.254"} | | cidr | 172.16.1.0/24 | | dns_nameservers | | | dns_nameservers | | | enable_dhcp | True | | gateway_ip | 172.16.1.1 | | host_routes | | | id | 736b30c1-5b83-4b52-b5ac-a397273cb240 | | ip_version | 4 | | name | | | network_id | a5d04085-3a15-470f-adca-b67c0958a829 | | tenant_id | c3ed8c16308642de9b15647759d9e5e9 | +---+---+

(13)

Quantum API (port)

$ quantum port-show 332d3288-5d7a-4ea9-8af6-9b5c82615bb2

| fixed_ips | {"subnet_id": "d9054ffb-1a0d-41d1-835b-8758d11f0060", | | | "ip_address": "10.0.0.3"} | | id | 332d3288-5d7a-4ea9-8af6-9b5c82615bb2 | | mac_address | fa:16:3e:20:b9:f6 | | name | | | network_id | 6d013e3f-7ea9-402c-9725-9cb693809988 | | status | ACTIVE | | tenant_id | 34657b6768184444af7b5081213e6e73 | +---+---+

(14)

(15)

(16)

(17)

VM Launching (2)

nova boot --flavor 1 --image 58ba017b-dd22-492f-a826-b8c72a133be0

--nic net-id=45fe25eb-f5ef-43b1-b006-6878c1643111 server1

(18)

Quantum Architecture

• 物理ネットワークの制御は

Quantum Plugin が行う。

• Plugin を切り替えることで、様々なネットワーク技術を利用

できる。現在は同時には一種類のみ利用可。

CLI / Dashboard (Horizon) / Orchestration Tool

Quantum API _{Nova API}

Quantum Nova Quantum Plugin Nova Compute Virtual Switch VM VM Nova Compute Virtual Switch VM VM HW Switch Physical Network agent agent

(19)

Quantum

OpenStack と OpenFlow の連携

Nova

NEC OpenFlow Plugin

_{Nova Compute}

CLI / Dashboard (Horizon) / Orchestration Tool

Quantum API

_{Nova API}

Nova Compute

Virtual Switch

VM

Nova Compute

Virtual Switch

VM

HW Switch

OpenFlow Controller

Network

OFC API

OpenFlow Protocol

agent agent

(20)

Quantum Plugin

• 現在

Mainline に入っているもの

• _{NW Controller なし}

–

Open vSwitch Plugin (VLAN, GRE)

–

Linux Bridge Plugin (VLAN)

• _{SDN/OpenFlow 系}

–

Nicira NVP Plugin

–

Nicira NVP Plugin

–

Ryu Plugin

–

NEC OpenFlow Plugin

• _{Trema SliceableSwitch (OSS)}

• _{ProgrammableFlow}

–

_{Big Switch Plugin}

• その他

(21)

Quantum の機能ブロック

• Quantum Server

– 論理ネットワークの管理を行う

–

Plugin は Quantum Server の一部

• Agent

–

Quantum Server 以外のサービスプロセス。Quantum Server 以外の

サーバでも動作可能。

–

Plugin

–

Plugin の実現方式に応じて、必要に応じて使用する。

実現方式次第では

Agent は不要。

• Plugin Agent

–

_{vSwitch の情報取得、設定を行う}

• DHCP Agent

– 仮想

NW単位のDHCPサーバの管理を行う

• L3 Agent

– 論理ルータの操作を行う。論理ルータは、

_{iptables を利用して実現}

(22)

Nova(CC)

Quantum Server

Compute Node Compute Node eth0

eth0 eth0

Nova

Compute

Nova

Management Network

機能ブロックと配置

eth0 DHCP agent L3 agent OVS (br-ex) eth2 External network Server Data Network eth1 eth1 OVS

(br-int) (br-int)OVS

Compute

Plugin Agent Plugin Agent

Controller Node eth1 OVS (br-int) L3 agent Plugin Agent Network Node

(23)

機能ブロックと配置

• _{Plugin Agent}

– データトラフィックを扱うノードで動作させる必要あり

• Nova-compute ノード

• DHCP-agent が動作するノード

• L3-agent が動作するノード

• _{DHCP-agent, L3-agent}

– いずれか一つのノードで動作させる必要あり

–

L3-agent は外部ネットワークとの通信を行うため、

Nova-Compute ノードとは別ノードにするのが望まし

い。

– 現状、

Nova-network の multi_host 構成は未対応

(24)

Quantum を使う上での注意点 (1)

• Network Namespace

–

Linuxが持つネットワーク仮想化の機能で、１つの物理ホスト上に、

複数の独立したネットワーク機能を構成できる。

他の

Namespace の影響を受けない。

–

_{Quantumでは、IPアドレスが重複したネットワークを扱うために、}

Network Namespace を利用しています。

起動した

_{VMの動作確認に ping を打とうとした際に、}

起動した

_{VMの動作確認に ping を打とうとした際に、}

制御サーバから

Ping を打っても届きません。



Network Namespace 内からコマンドを実行する必要があります。

– 詳しくは

_{“network namespace” で検索してください。}

– 最近の

_{Ubuntu(12.04など)では問題なく動作しますが、}

RHEL6/CentOS6系では現状は動作しません。

• Quantumの設定で Network Namespace を使用しないようにすることもできま

す。

(25)

Quantum を使う上での注意点 (2)

• ネットワークの操作は

quantum コマンドで。

–

nova-manage network は使わないで下さい。

create コマンド自体は成功して、list でも表示されますが、何の

意味もありません。

Nova DBに書き込んでいるだけなので。

–

Grizzly で、Quantum が有効になっていると、nova-manage

network でエラーが出るようになるかもしれません。

• KVM

–

/etc/libvirt/qemu.conf に設定が必要です。

–

Quantum では作成済みの tap device を指定してVMを起動しま

す。そのため、

QEMU が tap device を操作できるように設定が

必要。

cgroup_device_acl = [

"/dev/null", "/dev/full", "/dev/zero", "/dev/random", "/dev/urandom",

"/dev/ptmx", "/dev/kvm", "/dev/kqemu", "/dev/rtc", "/dev/hpet", "/dev/net/tun", ]

自己紹介 元木顕弘 某電気系メーカの研究所に所属 IPルータ 広域 Ethernet 装置 迷惑メールフィルタなどの開発をやっていました 最近は OpenStack, OpenFlow 周りで活動しています Linux JM Project 皆さん日本語マニュア

OpenStack が実現する仮想ネットワーク

～

OpenStack Quantum の紹介～

Akihiro Motoki (@ritchey98)

OpenStack Quantum Core Developer

Japan OpenStack Users Group

自己紹介

• 元木 顕弘

Twiter: @ritchey98

• 某電気系メーカの研究所に所属

–

IPルータ、広域Ethernet装置、迷惑メールフィルタなど

の開発をやっていました。

の開発をやっていました。

– 最近は

OpenStack, OpenFlow 周りで活動しています。

•

Linux JM Project

– 皆さん日本語マニュアル必要ですか。いつやめても

いいです

(^^;

OpenStack Project と Quantum

Compute

Nova

Swift (Objects)

*-as-a-Service Capability

OpenStack Service

Storage

Network

Glance (Images)

Quantum

Cinder (Block)

identity

Keystone

Quantum の目的 #1

•

Network-as-a-Service (NaaS) を提供する

– テナントが自由なネットワーク操作を提供

• 複数のプライベートなネットワークの作成

•

IPアドレスの制御

•

IPアドレスの制御

– 論理ネットワーク操作

API

• 論理操作と物理操作を分離

• 物理レイヤーは

Quantum (Plugin) が設定する

Quantum の目的 #2

• 複数のネットワーク技術に対応

– データセンタでは新たな要件が発生

•

multi tenancy, remote data center, VM mobility, advanced

network services, …

–

Nova は VLAN + Linux iptables のみが利用可能

–

Nova は VLAN + Linux iptables のみが利用可能

– 新しいネットワーク技術に対応できるアーキテクチャ

•

SDN/OpenFlow-based network

•

Overlay tunneling (VXLAN, NVGRE, STT, …)

•

L2 Fabric (Fabric Path, QFabric, …)

Quantum 仮想NWモデル

• テナントは複数の

Network を作成できる

•

Network には Subnet (CIDR, GW等) を関連付ける。

–

1つのNWに複数のSubnetを関連付けできる。IPv4+IPv6, IPv4 Address pool 等

–

IPアドレスの払い出し (IPAM)

– テナント間での

IP アドレス重複にも対応

•

Networkに複数のPort を作成できる。(L2SWのポートのイメージ)

–

自己紹介元木顕弘某電気系メーカの研究所に所属 IPルータ広域 Ethernet 装置迷惑メールフィルタなどの開発をやっていました最近は OpenStack, OpenFlow 周りで活動しています Linux JM Project 皆さん日本語マニュア

• 元木顕弘

_{Twiter: @ritchey98}

_{IPルータ、広域Ethernet装置、迷惑メールフィルタなど}

_{Network-as-a-Service (NaaS) を提供する}

_API

_{L2 virtual network}