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初探Openstack Neutron DVR

gefieder 发表于 2015-4-22 18:21:43 [显示全部楼层] 只看大图 回帖奖励 阅读模式 关闭右栏 0 13186
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本帖最后由 gefieder 于 2015-4-22 18:29 编辑
问题导读：
1、不使用DVR会出现什么问题？
2、东西向流量traffic是怎么走的？



目前在Juno版本的trunk中已经合入了DVR相关的代码，我的理解是在Juno版本中DVR是一个experimental feature。最好需要稳定一个版本以后再上生产环境。之前写过一篇博文是DVR相关的，当时代码还没有实现，与实际的实现有一些出入。当前的DVR的实现是基于VXLAN的。关于VXLAN的优势，有时间会写一些体会，今天暂且不谈。

建议先看一下以下文档，对DVR有一些了解:



首先看一下，没有使用DVR的问题在哪里：
20140910133330031.png
从图中可以明显看到东西向和南北向的流量会集中到网络节点，这会使网络节点成为瓶颈。

那如果启用的DVR，情况会变成如下：
20140910133608865.png
对于东西向的流量， 流量会直接在计算节点之间传递。
对于南北向的流量，如果有floating ip，流量就直接走计算节点。如果没有floating ip，则会走网络节点。

我的实验环境如下：
20140910133640486.png


然后起了两个私有网络和一个DVR 路由器，拓扑如下:

20140910133458671.png
注:
可以看到每个网络与DVR连接时有两个接口，以private1为例，有10.0.1.1和10.0.1.6。
20140910133738830.png
可以看到10.0.1.6是centralized_snat的网关，这个地址是在网络节点上的。
10.0.1.1是router_interface_distributed地址，它是在每一个计算节点上的。虚机获取到的默认网关就是这个IP。

虚机情况如下：
20140910133557937.png
注:
虚机privateX-computeY-VM表示，此虚机起在privateX网络，computeY节点上。在compute1节点的两台虚机拥有floating ip。

下面分析三种情况下traffic的是怎么走的：
1. 东西向流量：以private1-compute1-VM和private2-compute2-VM之间的通信为例。
2. 南北向流量：
    a) 带floating ip， 以private1-compute1-VM对外通信为例。
    b) 不带floating ip， 以private1-compute2-VM对外通信为例。

第一种情况 -- 东西向流量
首先我们看一下虚机private1-compute1-VM的IP和路由:
20140910133900606.png
再看一下虚机private2-compute2-VM的IP和路由:
20140910133735921.png

我们在private1-compute1-VM中ping 10.0.2.5(private2-compute2-VM的IP)。

当我们ping了之后，在首先会查询private1-compute1-VM的路由表，会将包发送到网关10.0.1.1。那么会首先会发送10.0.1.1的arp请求。
arp请求会发送到br-int上。
我们可以看到10.0.1.5的port id是4e843b99开头的：
20140910134021975.png
最终会转发到br-int的qvo4e843b99-fb:
  1. root@dvr-compute1:~# ovs-vsctl show

  2. 67f121bd-cca7-41c2-95ab-23ed85d1305b

  3.     Bridge br-tun

  4.         Port patch-int

  5.             Interface patch-int

  6.                 type: patch

  7.                 options: {peer=patch-tun}

  8.         Port "vxlan-0ae09f91"

  9.             Interface "vxlan-0ae09f91"

  10.                 type: vxlan

  11.                 options: {df_default="true", in_key=flow, local_ip="10.224.159.141", out_key=flow, remote_ip="10.224.159.145"}

  12.         Port "vxlan-0ae09f88"

  13.             Interface "vxlan-0ae09f88"

  14.                 type: vxlan

  15.                 options: {df_default="true", in_key=flow, local_ip="10.224.159.141", out_key=flow, remote_ip="10.224.159.136"}

  16.         Port br-tun

  17.             Interface br-tun

  18.                 type: internal

  19.     Bridge br-int

  20.         fail_mode: secure

  21.         Port "qvo111517d8-c5"

  22.             tag: 2

  23.             Interface "qvo111517d8-c5"

  24.         Port patch-tun

  25.             Interface patch-tun

  26.                 type: patch

  27.                 options: {peer=patch-int}

  28.         Port "qr-001d0ed9-01"

  29.             tag: 2

  30.             Interface "qr-001d0ed9-01"

  31.                 type: internal

  32.         Port br-int

  33.             Interface br-int

  34.                 type: internal

  35.         Port "qr-ddbdc784-d7"

  36.             tag: 1

  37.             Interface "qr-ddbdc784-d7"

  38.                 type: internal

  39.         Port "qvo4e843b99-fb"

  40.             tag: 1

  41.             Interface "qvo4e843b99-fb"

  42.     Bridge br-ex

  43.         Port br-ex

  44.             Interface br-ex

  45.                 type: internal

  46.         Port "fg-081d537b-06"

  47.             Interface "fg-081d537b-06"

  48.                 type: internal

  49.     ovs_version: "2.0.2"
复制代码
而端口qvo4e843b99-fb是属于vlan 1的，arp广播包会转发到"qr-ddbdc784-d7"和"patch-tun"。
首先看"qr-ddbdc784-d7"，这是interface_distributed的接口：
20140910134706640.png
这个接口是在compute node的的DVR中的：
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns

  2. fip-fbd46644-c70f-4227-a414-862a00cbd1d2

  3. qrouter-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa

  4. qdhcp-401f678d-4518-446c-9a33-cd2fb054c104

  5. qdhcp-db755841-0764-4a8f-b962-8df008ce6330

  6. root@dvr-compute1:~# ip netns exec qrouter-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa ifconfig

  7. lo        Link encap:Local Loopback  

  8.           inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0

  9.           inet6 addr: ::1/128 Scope:Host

  10.           UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1

  11.           RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

  12.           TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

  13.           collisions:0 txqueuelen:0 

  14.           RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

  15. 

  16. 

  17. qr-001d0ed9-01 Link encap:Ethernet  HWaddr fa:16:3e:69:b4:05  

  18.           inet addr:10.0.2.1  Bcast:10.0.2.255  Mask:255.255.255.0

  19.           inet6 addr: fe80::f816:3eff:fe69:b405/64 Scope:Link

  20.           UP BROADCAST RUNNING  MTU:1500  Metric:1

  21.           RX packets:35 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

  22.           TX packets:14 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

  23.           collisions:0 txqueuelen:0 

  24.           RX bytes:3510 (3.5 KB)  TX bytes:1092 (1.0 KB)

  25. 

  26. 

  27. qr-ddbdc784-d7 Link encap:Ethernet  HWaddr fa:16:3e:66:13:af  

  28.           inet addr:10.0.1.1  Bcast:10.0.1.255  Mask:255.255.255.0

  29.           inet6 addr: fe80::f816:3eff:fe66:13af/64 Scope:Link

  30.           UP BROADCAST RUNNING  MTU:1500  Metric:1

  31.           RX packets:401 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

  32.           TX packets:378 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

  33.           collisions:0 txqueuelen:0 

  34.           RX bytes:38224 (38.2 KB)  TX bytes:36224 (36.2 KB)

  35. 

  36. 

  37. rfp-0fbb351e-a Link encap:Ethernet  HWaddr ea:5c:56:9a:36:9c  

  38.           inet addr:169.254.31.28  Bcast:0.0.0.0  Mask:255.255.255.254

  39.           inet6 addr: fe80::e85c:56ff:fe9a:369c/64 Scope:Link

  40.           UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1

  41.           RX packets:12 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

  42.           TX packets:12 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

  43.           collisions:0 txqueuelen:1000 

  44.           RX bytes:1116 (1.1 KB)  TX bytes:1116 (1.1 KB)

复制代码
接口qr-ddbdc784-d7拥有10.0.1.1。所以他会响应ARP请求。

回过头来看"patch-tun", ARP请求转发到这个接口后，会转发到br-tun。看一下br-tun上的flow, 目前我们只需要看红色部分，他会将目标地址为10.0.1.1的ARP请求丢弃：
  1. root@dvr-compute1:~# ovs-ofctl dump-flows br-tun 

  2. NXST_FLOW reply (xid=0x4): 

  3. 。。。

  4. cookie=0x0, duration=64720.432s, table=1, n_packets=4, n_bytes=168, idle_age=64607, priority=3,arp,dl_vlan=1,arp_tpa=10.0.1.1 actions=drop 

  5. cookie=0x0, duration=62666.766s, table=1, n_packets=2, n_bytes=84, idle_age=62576, priority=3,arp,dl_vlan=2,arp_tpa=10.0.2.1 actions=drop 

  6. 。
复制代码
回到我们虚机，当获取到了10.0.1.1的MAC地址后，会发出如下的包：
Dest IP: 10.0.2.5
Souce IP: 10.0.1.5
Dest MAC: MAC of 10.0.1.1
Source MAC: MAC of 10.0.1.5

之后包被转发到compute1的qrouter-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa 的namespace：
这里利用了内核的高级路由到了，首先看一下ip rule：
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec qrouter-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa ip rule 

  2. 0: from all lookup local 

  3. 32766: from all lookup main 

  4. 32767: from all lookup default 

  5. 32768: from 10.0.1.5 lookup 16 

  6. 32769: from 10.0.2.3 lookup 16 

  7. 167772417: from 10.0.1.1/24 lookup 167772417 

  8. 167772417: from 10.0.1.1/24 lookup 167772417 

  9. 167772673: from 10.0.2.1/24 lookup 167772673 
复制代码
可以看到会先查找main表：  
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec qrouter-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa ip route list table main 

  2. 10.0.1.0/24 dev qr-ddbdc784-d7 proto kernel scope link src 10.0.1.1 

  3. 10.0.2.0/24 dev qr-001d0ed9-01 proto kernel scope link src 10.0.2.1 

  4. 169.254.31.28/31 dev rfp-0fbb351e-a proto kernel scope link src 169.254.31.28
复制代码
在main表中满足以下路由:10.0.2.0/24 dev qr-001d0ed9-01 proto kernel scope link src 10.0.2.1
因此会从qr-001d0ed9-01转发出去。
之后需要去查询10.0.2.5的MAC地址， MAC是由neutron使用静态ARP的方式设定的：
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec qrouter-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa ip nei 

  2. 10.0.1.5 dev qr-ddbdc784-d7 lladdr fa:16:3e:da:75:6d PERMANENT 

  3. 10.0.2.3 dev qr-001d0ed9-01 lladdr fa:16:3e:a4:fc:98 PERMANENT 

  4. 10.0.1.6 dev qr-ddbdc784-d7 lladdr fa:16:3e:9f:55:67 PERMANENT 

  5. 10.0.2.2 dev qr-001d0ed9-01 lladdr fa:16:3e:13:55:66 PERMANENT 

  6. 10.0.2.5 dev qr-001d0ed9-01 lladdr fa:16:3e:51:99:b8 PERMANENT 

  7. 10.0.1.4 dev qr-ddbdc784-d7 lladdr fa:16:3e:da:e3:6e PERMANENT 

  8. 10.0.1.7 dev qr-ddbdc784-d7 lladdr fa:16:3e:14:b8:ec PERMANENT 

  9. 169.254.31.29 dev rfp-0fbb351e-a lladdr 42:0d:9f:49:63:c6 STALE
复制代码
由于Neutron知道所有虚机的信息，因此他可以事先设定好静态ARP。
至此，我们的ICMP包会变成以下形式从qr-001d0ed9-01转发出去：
Dest IP: 10.0.2.5
Souce IP: 10.0.1.5
Dest MAC: MAC of 10.0.2.5
Source MAC: MAC of 10.0.2.1

当包转发到"br-tun"后，进开始查询openflow表。
首先我们看一下br-tun的接口状况：
  1. root@dvr-compute1:~# ovs-ofctl show br-tun

  2. OFPT_FEATURES_REPLY (xid=0x2): dpid:0000e2b7aa5da34a

  3. n_tables:254, n_buffers:256

  4. capabilities: FLOW_STATS TABLE_STATS PORT_STATS QUEUE_STATS ARP_MATCH_IP

  5. actions: OUTPUT SET_VLAN_VID SET_VLAN_PCP STRIP_VLAN SET_DL_SRC SET_DL_DST SET_NW_SRC SET_NW_DST SET_NW_TOS SET_TP_SRC SET_TP_DST ENQUEUE

  6.  1(patch-int): addr:76:ae:9f:b3:bf:c6

  7.      config:     0

  8.      state:      0

  9.      speed: 0 Mbps now, 0 Mbps max

  10.  3(vxlan-0ae09f88): addr:92:61:e9:43:dd:99

  11.      config:     0

  12.      state:      0

  13.      speed: 0 Mbps now, 0 Mbps max

  14.  4(vxlan-0ae09f91): addr:2e:cc:c0:4a:4e:d4

  15.      config:     0

  16.      state:      0

  17.      speed: 0 Mbps now, 0 Mbps max

  18.  LOCAL(br-tun): addr:e2:b7:aa:5d:a3:4a

  19.      config:     0

  20.      state:      0

  21.      speed: 0 Mbps now, 0 Mbps max

  22. OFPT_GET_CONFIG_REPLY (xid=0x4): frags=normal miss_send_len=0

复制代码
首先我们看一下br-tun的flowtable，首先会进入table 0，由于包是从br-int发过来的，因此in_port是patch-int(1)，之后会查询表1：
cookie=0x0, duration=66172.51s, table=0, n_packets=58, n_bytes=5731, idle_age=20810, hard_age=65534, priority=1,in_port=3 actions=resubmit(,4)
cookie=0x0, duration=67599.526s, table=0, n_packets=273, n_bytes=24999, idle_age=1741, hard_age=65534, priority=1,in_port=1 actions=resubmit(,1)
cookie=0x0, duration=64437.052s, table=0, n_packets=28, n_bytes=2980, idle_age=20799, priority=1,in_port=4 actions=resubmit(,4)
cookie=0x0, duration=67601.704s, table=0, n_packets=5, n_bytes=390, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=0 actions=drop

表1，这张表中会丢弃目标地址是interface_distributed接口的ARP和目的MAC是interface_distributed的包。以防止虚机发送给本地IR的包不会被转发到网络中。
我们的ICMP包会命中一下flow，它会把源MAC地址改为全局唯一和计算节点绑定的MAC:
cookie=0x0, duration=66135.811s, table=1, n_packets=140, n_bytes=13720, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=1,dl_vlan=1,dl_src=fa:16:3e:66:13:af actions=mod_dl_src:fa:16:3f:fe:49:e9,resubmit(,2)
cookie=0x0, duration=64082.141s, table=1, n_packets=2, n_bytes=200, idle_age=64081, priority=1,dl_vlan=2,dl_src=fa:16:3e:69:b4:05 actions=mod_dl_src:fa:16:3f:fe:49:e9,resubmit(,2)
cookie=0x0, duration=66135.962s, table=1, n_packets=1, n_bytes=98, idle_age=65301, hard_age=65534, priority=2,dl_vlan=1,dl_dst=fa:16:3e:66:13:af actions=drop
cookie=0x0, duration=64082.297s, table=1, n_packets=0, n_bytes=0, idle_age=64082, priority=2,dl_vlan=2,dl_dst=fa:16:3e:69:b4:05 actions=drop
cookie=0x0, duration=66136.115s, table=1, n_packets=4, n_bytes=168, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=3,arp,dl_vlan=1,arp_tpa=10.0.1.1 actions=drop
cookie=0x0, duration=64082.449s, table=1, n_packets=2, n_bytes=84, idle_age=63991, priority=3,arp,dl_vlan=2,arp_tpa=10.0.2.1 actions=drop
cookie=0x0, duration=67599.22s, table=1, n_packets=123, n_bytes=10687, idle_age=1741, hard_age=65534, priority=0 actions=resubmit(,2)

这个全局唯一和计算节点绑定的MAC地址，是由neutron全局分配的，数据库中可以看到这个MAC是每个host一个：
20140910135049687.png
它的base MAC是可以在neutron.conf中配置的：
20140910135325502.png
继续查询流表2，表2是VXLAN表，如果是广播包就会查询表22，如果是单播包就查询表20：
cookie=0x0, duration=67601.554s, table=2, n_packets=176, n_bytes=16981, idle_age=20810, hard_age=65534, priority=0,dl_dst=00:00:00:00:00:00/01:00:00:00:00:00 actions=resubmit(,20)
cookie=0x0, duration=67601.406s, table=2, n_packets=92, n_bytes=7876, idle_age=1741, hard_age=65534, priority=0,dl_dst=01:00:00:00:00:00/01:00:00:00:00:00 actions=resubmit(,22)

ICMP包是单播包，因此会查询表20，由于开启了L2 pop功能，在表20中会事先学习到应该转发到哪个VTEP。
cookie=0x0, duration=64076.431s, table=20, n_packets=0, n_bytes=0, idle_age=64076, priority=2,dl_vlan=2,dl_dst=fa:16:3e:13:55:66 actions=strip_vlan,set_tunnel:0x3eb,output:3
cookie=0x0, duration=66130.899s, table=20, n_packets=152, n_bytes=14728, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=2,dl_vlan=1,dl_dst=fa:16:3e:9f:55:67 actions=strip_vlan,set_tunnel:0x3e9,output:3
cookie=0x0, duration=66560.59s, table=20, n_packets=7, n_bytes=552, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=2,dl_vlan=1,dl_dst=fa:16:3e:da:e3:6e actions=strip_vlan,set_tunnel:0x3e9,output:2
cookie=0x0, duration=64436.717s, table=20, n_packets=0, n_bytes=0, idle_age=64436, priority=2,dl_vlan=1,dl_dst=fa:16:3e:14:b8:ec actions=strip_vlan,set_tunnel:0x3e9,output:4
cookie=0x0, duration=64015.308s, table=20, n_packets=0, n_bytes=0, idle_age=64015, priority=2,dl_vlan=2,dl_dst=fa:16:3e:51:99:b8 actions=strip_vlan,set_tunnel:0x3eb,output:4
cookie=0x0, duration=64032.699s, table=20, n_packets=9, n_bytes=917, idle_age=20810, priority=2,dl_vlan=2,dl_dst=fa:16:3e:bb:cf:66 actions=strip_vlan,set_tunnel:0x3eb,output:3
cookie=0x0, duration=67600.802s, table=20, n_packets=8, n_bytes=784, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=0 actions=resubmit(,22)

注：
由于L2 POP并不是本文的重点。因此不在此细说。如果有兴趣可以看以下blog:
http://assafmuller.com/category/overlays/

此时包会变成如下形式：
Dest IP: 10.0.2.5
Souce IP: 10.0.1.5
Dest MAC: MAC of 10.0.2.5
Source MAC: fa:16:3f:fe:49:e9

之后包会从port 4发出：
  1. root@dvr-compute1:~# ovs-vsctl show 

  2. 67f121bd-cca7-41c2-95ab-23ed85d1305b

  3.     Bridge br-tun

  4.         Port patch-int

  5.             Interface patch-int

  6.                 type: patch

  7.                 options: {peer=patch-tun}

  8.         Port "vxlan-0ae09f91"

  9.             Interface "vxlan-0ae09f91"

  10.                 type: vxlan

  11.                 options: {df_default="true", in_key=flow, local_ip="10.224.159.141", out_key=flow, remote_ip="10.224.159.145"}

  12.         Port "vxlan-0ae09f88"

  13.             Interface "vxlan-0ae09f88"

  14.                 type: vxlan

  15.                 options: {df_default="true", in_key=flow, local_ip="10.224.159.141", out_key=flow, remote_ip="10.224.159.136"}

  16.         Port br-tun

  17.             Interface br-tun

  18.                 type: internal
复制代码
OVS会将此包进行VXLAN封装，将L2帧分装到VXLAN中，包头如下：
20140910135450491.png
OVS会将此包进行VXLAN封装，将L2帧分装到VXLAN中，包头如下：
本文并不想具体讨论VXLAN是如何封装的，简单的说就是讲二层帧封到了一个UDP包中。

之后compute2会收到这个包，在compute2的br-tun上查询流表:
首先看一下接口情况：
  1. root@dvr-compute2:~# ovs-ofctl show br-tun

  2. OFPT_FEATURES_REPLY (xid=0x2): dpid:000062e9fb8b8f42

  3. n_tables:254, n_buffers:256

  4. capabilities: FLOW_STATS TABLE_STATS PORT_STATS QUEUE_STATS ARP_MATCH_IP

  5. actions: OUTPUT SET_VLAN_VID SET_VLAN_PCP STRIP_VLAN SET_DL_SRC SET_DL_DST SET_NW_SRC SET_NW_DST SET_NW_TOS SET_TP_SRC SET_TP_DST ENQUEUE

  6.  1(patch-int): addr:02:dc:f1:96:db:bd

  7.      config:     0

  8.      state:      0

  9.      speed: 0 Mbps now, 0 Mbps max

  10.  3(vxlan-0ae09f88): addr:b6:4b:d0:83:07:52

  11.      config:     0

  12.      state:      0

  13.      speed: 0 Mbps now, 0 Mbps max

  14.  4(vxlan-0ae09f8d): addr:12:e5:36:2c:1a:36

  15.      config:     0

  16.      state:      0

  17.      speed: 0 Mbps now, 0 Mbps max

  18.  LOCAL(br-tun): addr:62:e9:fb:8b:8f:42

  19.      config:     0

  20.      state:      0

  21.      speed: 0 Mbps now, 0 Mbps max

  22. OFPT_GET_CONFIG_REPLY (xid=0x4): frags=normal miss_send_len=0

复制代码
在table0中可以看到，如果包是从外部发来的就会去查询表4：
cookie=0x0, duration=66293.658s, table=0, n_packets=31, n_bytes=3936, idle_age=22651, hard_age=65534, priority=1,in_port=3 actions=resubmit(,4)
cookie=0x0, duration=69453.368s, table=0, n_packets=103, n_bytes=9360, idle_age=22651, hard_age=65534, priority=1,in_port=1 actions=resubmit(,1)
cookie=0x0, duration=66292.808s, table=0, n_packets=20, n_bytes=1742, idle_age=3598, hard_age=65534, priority=1,in_port=4 actions=resubmit(,4)
cookie=0x0, duration=69455.675s, table=0, n_packets=5, n_bytes=390, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=0 actions=drop

在表4中，会将tun_id对应的改为本地vlan id，之后查询表9:
cookie=0x0, duration=65937.871s, table=4, n_packets=32, n_bytes=3653, idle_age=22651, hard_age=65534, priority=1,tun_id=0x3eb actions=mod_vlan_vid:3,resubmit(,9)
cookie=0x0, duration=66294.732s, table=4, n_packets=19, n_bytes=2025, idle_age=3598, hard_age=65534, priority=1,tun_id=0x3e9 actions=mod_vlan_vid:2,resubmit(,9)
cookie=0x0, duration=69455.115s, table=4, n_packets=0, n_bytes=0, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=0 actions=drop

在表9中，如果发现包的源地址是全局唯一并与计算节点绑定的MAC地址，就将其转发到br-int:
cookie=0x0, duration=69453.507s, table=9, n_packets=0, n_bytes=0, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=1,dl_src=fa:16:3f:fe:49:e9 actions=output:1
cookie=0x0, duration=69453.782s, table=9, n_packets=0, n_bytes=0, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=1,dl_src=fa:16:3f:72:3f:a7 actions=output:1
cookie=0x0, duration=69453.23s, table=9, n_packets=56, n_bytes=6028, idle_age=3598, hard_age=65534, priority=0 actions=resubmit(,10)

由于我们的源MAC为fa:16:3f:fe:49:e9，我们的ICMP包就被转发到了br-int，之后查询br-int的流表：
在表0中，如果是全局唯一并与计算节点绑定的MAC地址就查询表1，否则就正常转发：
cookie=0x0, duration=70039.903s, table=0, n_packets=0, n_bytes=0, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=2,in_port=6,dl_src=fa:16:3f:72:3f:a7 actions=resubmit(,1)
cookie=0x0, duration=70039.627s, table=0, n_packets=0, n_bytes=0, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=2,in_port=6,dl_src=fa:16:3f:fe:49:e9 actions=resubmit(,1)
cookie=0x0, duration=70040.053s, table=0, n_packets=166, n_bytes=15954, idle_age=4184, hard_age=65534, priority=1 actions=NORMAL

在表1中，事先设定好了flow，如果目的MAC是发送给private2-compute2-VM，就将源MAC改为private2的网关MAC地址：
cookie=0x0, duration=66458.695s, table=1, n_packets=0, n_bytes=0, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=4,dl_vlan=3,dl_dst=fa:16:3e:51:99:b8 actions=strip_vlan,mod_dl_src:fa:16:3e:69:b4:05,output:12
cookie=0x0, duration=66877.515s, table=1, n_packets=0, n_bytes=0, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=4,dl_vlan=2,dl_dst=fa:16:3e:14:b8:ec actions=strip_vlan,mod_dl_src:fa:16:3e:66:13:af,output:9
cookie=0x0, duration=66877.369s, table=1, n_packets=0, n_bytes=0, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=2,ip,dl_vlan=2,nw_dst=10.0.1.0/24 actions=strip_vlan,mod_dl_src:fa:16:3e:66:13:af,output:9
cookie=0x0, duration=66458.559s, table=1, n_packets=0, n_bytes=0, idle_age=65534, hard_age=65534, priority=2,ip,dl_vlan=3,nw_dst=10.0.2.0/24 actions=strip_vlan,mod_dl_src:fa:16:3e:69:b4:05,output:12

还可以看到下面两条rule是网段flow的rule，他们的output是一个list，会将此包转发到所有连接到此network上。
如果所有的虚机的rule都已经事先设定好的话，这两条rule应该并没有实际作用，等到代码稳定后，这两条rule应该会被删除。

经过br-int的流表后，包会变成如下形式：
Dest IP: 10.0.2.5
Souce IP: 10.0.1.5
Dest MAC: MAC of 10.0.2.5
Source MAC: fa:16:3e:69:b4:05(MAC of 10.0.2.1 网关地址)
至此，虚机private2-compute2-VM就会收到来自private1-compute1-VM的包了。从通信的过程可以看到，跨网段的东西向流量没有经过网络节点。

第二种情况 -- 南北向流量(虚机有floating ip)
以虚机private1-compute1-VM对外通信为例，此虚机拥有floating ip:
20140910135826209.png
比如我们在虚机中ping 8.8.8.8 。首先在虚机中查询路由，和第一种情况一样，虚机会发送给网关。发送的包如下：
Dest IP: 8.8.8.8
Souce IP: 10.0.1.5
Dest MAC: MAC of 10.0.1.1
Source MAC: MAC of 10.0.1.5
查看ip rule:
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec qrouter-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa ip rule 

  2. 0: from all lookup local 

  3. 32766: from all lookup main 

  4. 32767: from all lookup default 

  5. 32768: from 10.0.1.5 lookup 16 

  6. 32769: from 10.0.2.3 lookup 16 

  7. 167772417: from 10.0.1.1/24 lookup 167772417 

  8. 167772417: from 10.0.1.1/24 lookup 167772417 

  9. 167772673: from 10.0.2.1/24 lookup 167772673
复制代码
在main表中没有合适的路由：
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec qrouter-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa ip route list table main 

  2. 10.0.1.0/24 dev qr-ddbdc784-d7 proto kernel scope link src 10.0.1.1 

  3. 10.0.2.0/24 dev qr-001d0ed9-01 proto kernel scope link src 10.0.2.1 

  4. 169.254.31.28/31 dev rfp-0fbb351e-a proto kernel scope link src 169.254.31.28
复制代码
由于包是从10.0.1.5发来的之后会查看table 16:
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec qrouter-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa ip route list table 16 

  2. default via 169.254.31.29 dev rfp-0fbb351e-a
复制代码
包会命中这条路由。
路由之后会通过netfilter的POSTROUTING链中进行SNAT：
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec qrouter-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa iptables -nvL -t nat

  2. 。。。

  3. Chain neutron-l3-agent-float-snat (1 references)

  4.  pkts bytes target prot opt in out source destination

  5.     0 0 SNAT all -- * * 10.0.2.3 0.0.0.0/0 to:172.24.4.7

  6.     0 0 SNAT all -- * * 10.0.1.5 0.0.0.0/0 to:172.24.4.5

  7. 。。。
复制代码
之后就可以看到包会通过rfp-0fbb351e-a发送给169.254.31.29。
端口rfp-0fbb351e-a和fpr-0fbb351e-a是一对veth pair。在fip namespace中你可以看到这个接口：
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec fip-fbd46644-c70f-4227-a414-862a00cbd1d2 ifconfig

  2. fg-081d537b-06 Link encap:Ethernet  HWaddr fa:16:3e:a4:eb:6b  

  3.           inet addr:172.24.4.6  Bcast:172.24.4.255  Mask:255.255.255.0

  4.           inet6 addr: fe80::f816:3eff:fea4:eb6b/64 Scope:Link

  5.           UP BROADCAST RUNNING  MTU:1500  Metric:1

  6.           RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

  7.           TX packets:50 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

  8.           collisions:0 txqueuelen:0 

  9.           RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:2512 (2.5 KB)

  10. 

  11. 

  12. fpr-0fbb351e-a Link encap:Ethernet  HWaddr 42:0d:9f:49:63:c6  

  13.           inet addr:169.254.31.29  Bcast:0.0.0.0  Mask:255.255.255.254

  14.           inet6 addr: fe80::400d:9fff:fe49:63c6/64 Scope:Link

  15.           UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1

  16.           RX packets:12 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

  17.           TX packets:12 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

  18.           collisions:0 txqueuelen:1000 

  19.           RX bytes:1116 (1.1 KB)  TX bytes:1116 (1.1 KB)

  20. 

  21. 

  22. lo        Link encap:Local Loopback  

  23.           inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0

  24.           inet6 addr: ::1/128 Scope:Host

  25.           UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1

  26.           RX packets:13 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

  27.           TX packets:13 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

  28.           collisions:0 txqueuelen:0 

  29.           RX bytes:1250 (1.2 KB)  TX bytes:1250 (1.2 KB)

复制代码
到了fip的namespace之后，会查询路由， 这里有通往公网的默认路由：
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec fip-fbd46644-c70f-4227-a414-862a00cbd1d2 ip route 

  2. default via 172.24.4.1 dev fg-081d537b-06 

  3. 169.254.31.28/31 dev fpr-0fbb351e-a proto kernel scope link src 169.254.31.29 

  4. 172.24.4.0/24 dev fg-081d537b-06 proto kernel scope link src 172.24.4.6 

  5. 172.24.4.5 via 169.254.31.28 dev fpr-0fbb351e-a 

  6. 172.24.4.7 via 169.254.31.28 dev fpr-0fbb351e-a

复制代码
通过fg-081d537b-06 发送到br-ex。这是从虚机发送到公网的过程。

反过来，从外网发起连接到虚机时，在fip的namespace会做arp代理：
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec fip-fbd46644-c70f-4227-a414-862a00cbd1d2 sysctl net.ipv4.conf.fg-081d537b-06.proxy_arp 

  2. net.ipv4.conf.fg-081d537b-06.proxy_arp = 1

复制代码
可以看到接口的arp代理是打开的，对于floating ip 有以下两条路由：
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec fip-fbd46644-c70f-4227-a414-862a00cbd1d2 ip route 

  2. 。。。

  3. 172.24.4.5 via 169.254.31.28 dev fpr-0fbb351e-a 

  4. 172.24.4.7 via 169.254.31.28 dev fpr-0fbb351e-a

  5. 。。。

复制代码
ARP会去通过VETH Pair到IR的namespace中去查询，在IR中可以看到，接口rfp-0fbb351e-a配置了floating ip:
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec qrouter-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa ip addr

  2. 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default 

  3.     link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00

  4.     inet 127.0.0.1/8 scope host lo

  5.        valid_lft forever preferred_lft forever

  6.     inet6 ::1/128 scope host 

  7.        valid_lft forever preferred_lft forever

  8. 2: rfp-0fbb351e-a: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000

  9.     link/ether ea:5c:56:9a:36:9c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

  10.     inet 169.254.31.28/31 scope global rfp-0fbb351e-a

  11.        valid_lft forever preferred_lft forever

  12.     inet 172.24.4.5/32 brd 172.24.4.5 scope global rfp-0fbb351e-a

  13.        valid_lft forever preferred_lft forever

  14.     inet 172.24.4.7/32 brd 172.24.4.7 scope global rfp-0fbb351e-a

  15.        valid_lft forever preferred_lft forever

  16.     inet6 fe80::e85c:56ff:fe9a:369c/64 scope link 

  17.        valid_lft forever preferred_lft forever

  18. 17: qr-ddbdc784-d7: <BROADCAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UNKNOWN group default 

  19.     link/ether fa:16:3e:66:13:af brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

  20.     inet 10.0.1.1/24 brd 10.0.1.255 scope global qr-ddbdc784-d7

  21.        valid_lft forever preferred_lft forever

  22.     inet6 fe80::f816:3eff:fe66:13af/64 scope link 

  23.        valid_lft forever preferred_lft forever

  24. 19: qr-001d0ed9-01: <BROADCAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UNKNOWN group default 

  25.     link/ether fa:16:3e:69:b4:05 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

  26.     inet 10.0.2.1/24 brd 10.0.2.255 scope global qr-001d0ed9-01

  27.        valid_lft forever preferred_lft forever

  28.     inet6 fe80::f816:3eff:fe69:b405/64 scope link 

  29.        valid_lft forever preferred_lft forever

复制代码
因此fip的namespace会对这两个floating ip进行ARP回应。

外部发起目标地址为floating ip的请求后，fip会将其转发到IR中，IR的RPOROUTING链中规则如下：
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec qrouter-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa iptables -nvL -t nat

  2. 。。。

  3. Chain neutron-l3-agent-PREROUTING (1 references)

  4.  pkts bytes target prot opt in out source destination

  5.     0 0 REDIRECT tcp -- * * 0.0.0.0/0 169.254.169.254 tcp dpt:80 redir ports 9697

  6.     0 0 DNAT all -- * * 0.0.0.0/0 172.24.4.7 to:10.0.2.3

  7.     0 0 DNAT all -- * * 0.0.0.0/0 172.24.4.5 to:10.0.1.5

  8. 。。。
复制代码

这条DNAT规则会将floating ip地址转换为内部地址，之后进行路由查询：
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec qrouter-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa ip route 

  2. 10.0.1.0/24 dev qr-ddbdc784-d7 proto kernel scope link src 10.0.1.1 

  3. 10.0.2.0/24 dev qr-001d0ed9-01 proto kernel scope link src 10.0.2.1 

  4. 169.254.31.28/31 dev rfp-0fbb351e-a proto kernel scope link src 169.254.31.28

复制代码
目的地址是10.0.1.0/24网段的，因此会从qr-ddbdc784-d7转发出去。之后就会转发到br-int再到虚机。

第三种情况 -- 南北向流量(虚机没有floating ip)
在虚机没有floating ip的情况下，从虚机发出的包会首先到IR，IR中查询路由：
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec qrouter-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa ip rule 

  2. 0: from all lookup local 

  3. 32766: from all lookup main 

  4. 32767: from all lookup default 

  5. 32768: from 10.0.1.5 lookup 16 

  6. 32769: from 10.0.2.3 lookup 16 

  7. 167772417: from 10.0.1.1/24 lookup 167772417 

  8. 167772417: from 10.0.1.1/24 lookup 167772417 

  9. 167772673: from 10.0.2.1/24 lookup 167772673
复制代码
会先查询main表，之后查询167772417表。
  1. root@dvr-compute1:~# ip netns exec qrouter-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa ip route list table 167772417 

  2. default via 10.0.1.6 dev qr-ddbdc784-d7
复制代码
这个表会将其转发给10.0.1.6,而这个IP就是在network node上的router_centralized_snat接口。

在network node的snat namespace中，我们可以看到这个接口：
  1. stack@dvr-controller:/root$ sudo ip netns exec snat-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa ifconfig

  2. lo        Link encap:Local Loopback  

  3.           inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0

  4.           inet6 addr: ::1/128 Scope:Host

  5.           UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1

  6.           RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

  7.           TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

  8.           collisions:0 txqueuelen:0 

  9.           RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

  10. 

  11. 

  12. qg-4d15b7f6-cb Link encap:Ethernet  HWaddr fa:16:3e:24:0b:6b  

  13.           inet addr:172.24.4.4  Bcast:172.24.4.255  Mask:255.255.255.0

  14.           inet6 addr: fe80::f816:3eff:fe24:b6b/64 Scope:Link

  15.           UP BROADCAST RUNNING  MTU:1500  Metric:1

  16.           RX packets:5 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

  17.           TX packets:144 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

  18.           collisions:0 txqueuelen:0 

  19.           RX bytes:210 (210.0 B)  TX bytes:13320 (13.3 KB)

  20. 

  21. 

  22. sg-427653e4-a3 Link encap:Ethernet  HWaddr fa:16:3e:9f:55:67  

  23.           inet addr:10.0.1.6  Bcast:10.0.1.255  Mask:255.255.255.0

  24.           inet6 addr: fe80::f816:3eff:fe9f:5567/64 Scope:Link

  25.           UP BROADCAST RUNNING  MTU:1500  Metric:1

  26.           RX packets:167 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

  27.           TX packets:52 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

  28.           collisions:0 txqueuelen:0 

  29.           RX bytes:16260 (16.2 KB)  TX bytes:4460 (4.4 KB)

  30. 

  31. 

  32. sg-5df1ec71-d3 Link encap:Ethernet  HWaddr fa:16:3e:13:55:66  

  33.           inet addr:10.0.2.2  Bcast:10.0.2.255  Mask:255.255.255.0

  34.           inet6 addr: fe80::f816:3eff:fe13:5566/64 Scope:Link

  35.           UP BROADCAST RUNNING  MTU:1500  Metric:1

  36.           RX packets:34 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0

  37.           TX packets:12 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0

  38.           collisions:0 txqueuelen:0 

  39.           RX bytes:3412 (3.4 KB)  TX bytes:952 (952.0 B)

  40. 

  41. stack@dvr-controller:/root$ sudo ip netns exec snat-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa iptables -nvL -t nat

  42. 。。。

  43. Chain neutron-l3-agent-snat (1 references)

  44.  pkts bytes target prot opt in out source destination

  45.     0 0 SNAT all -- * * 10.0.1.0/24 0.0.0.0/0 to:172.24.4.4

  46.     0 0 SNAT all -- * * 10.0.2.0/24 0.0.0.0/0 to:172.24.4.4

  47. 。。。
复制代码
这里就和以前的L3类似，会将没有floating ip的包SNAT成一个172.24.4.4(DVR的网关臂)。这个过程是和以前L3类似的，不再累述。
  1. stack@dvr-controller:/root$ sudo ip netns exec snat-0fbb351e-a65b-4790-a409-8fb219ce16aa iptables -nvL -t nat

  2. 。。。

  3. Chain neutron-l3-agent-snat (1 references)

  4.  pkts bytes target prot opt in out source destination

  5.     0 0 SNAT all -- * * 10.0.1.0/24 0.0.0.0/0 to:172.24.4.4

  6.     0 0 SNAT all -- * * 10.0.2.0/24 0.0.0.0/0 to:172.24.4.4

  7. 。。。
复制代码
这里就和以前的L3类似，会将没有floating ip的包SNAT成一个172.24.4.4(DVR的网关臂)。这个过程是和以前L3类似的，不再累述。


资料来源:http://blog.csdn.net/matt_mao/article/details/39180135
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