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Neutron 网络设计 (OVN) ​

1. OVN 架构 ​

1.1 为什么选择 OVN ​

对比项OVS (ML2/OVS)OVN
控制模式分布式 agent集中式 + 分布式
性能agent 开销大原生 OVS 转发
扩展性每节点 agent 开销千节点验证通过
高可用L3 agent HA原生 gateway HA
复杂度多个 agent 协同单一架构

1.2 OVN 组件部署 ​

┌───────────────────────────────────────────────────────┐
│                    OVN 架构                            │
│                                                       │
│  ┌─────────────────────────────────────────┐          │
│  │           OVN Northbound DB             │          │
│  │  (逻辑网络定义: switch, router, ACL)     │          │
│  │  Controller-1 ~ Controller-5 (Raft)     │          │
│  └─────────────────┬───────────────────────┘          │
│                    │                                  │
│  ┌─────────────────┴───────────────────────┐          │
│  │         OVN Northd (ovn-northd)         │          │
│  │  (逻辑网络 → 逻辑流表)                   │          │
│  │  Controller-1 ~ Controller-5            │          │
│  └─────────────────┬───────────────────────┘          │
│                    │                                  │
│  ┌─────────────────┴───────────────────────┐          │
│  │           OVN Southbound DB             │          │
│  │  (逻辑流表: 实际转发规则)                 │          │
│  │  Controller-1 ~ Controller-5 (Raft)     │          │
│  └─────────────────┬───────────────────────┘          │
│                    │ Geneve Tunnel                    │
│     ┌──────────────┼──────────────┐                   │
│     │              │              │                   │
│  ┌──┴───┐     ┌───┴───┐     ┌───┴───┐               │
│  │OVN   │     │OVN    │     │OVN    │  (x1000+)     │
│  │Ctrl  │     │Ctrl   │     │Ctrl   │               │
│  │Comp-1│     │Comp-2 │     │Comp-N │               │
│  └──────┘     └───────┘     └───────┘               │
└───────────────────────────────────────────────────────┘

2. 网络平面设计 ​

2.1 Provider Network (外部网络) ​

bash
# 创建外部 Provider 网络 (VLAN 模式)
openstack network create external-net \
  --external --provider-network-type vlan \
  --provider-physical-network physnet1 \
  --provider-segment 300

openstack subnet create external-subnet \
  --network external-net \
  --subnet-range 203.0.113.0/24 \
  --gateway 203.0.113.1 \
  --allocation-pool start=203.0.113.100,end=203.0.113.254 \
  --no-dhcp

2.2 Tenant Network (租户网络) ​

bash
# 租户网络使用 Geneve overlay
openstack network create tenant-net-01

openstack subnet create tenant-subnet-01 \
  --network tenant-net-01 \
  --subnet-range 10.10.1.0/24 \
  --gateway 10.10.1.1 \
  --dns-nameserver 10.0.0.53

# 创建路由连接外部网络
openstack router create router-01
openstack router set router-01 --external-gateway external-net
openstack router add subnet router-01 tenant-subnet-01

2.3 网络安全组 ​

bash
# 基础安全组
openstack security group create sg-base
openstack security group rule create sg-base \
  --protocol icmp --remote-ip 0.0.0.0/0
openstack security group rule create sg-base \
  --protocol tcp --dst-port 22 --remote-ip 10.0.0.0/8

# Web 服务安全组
openstack security group create sg-web
openstack security group rule create sg-web \
  --protocol tcp --dst-port 80 --remote-ip 0.0.0.0/0
openstack security group rule create sg-web \
  --protocol tcp --dst-port 443 --remote-ip 0.0.0.0/0

# 数据库安全组 (仅内网)
openstack security group create sg-db
openstack security group rule create sg-db \
  --protocol tcp --dst-port 3306 --remote-ip 10.10.0.0/16
openstack security group rule create sg-db \
  --protocol tcp --dst-port 5432 --remote-ip 10.10.0.0/16

3. 大规模网络优化 ​

3.1 OVN 性能调优 ​

ini
# OVN Northd 优化 (controller 节点)
[DEFAULT]
# 增加 worker 数量
ovn-northd-n-threads = 8

# 减少重计算频率
ovn-northd-probe-interval = 15000

3.2 Geneve 网络优化 ​

bash
# 内核参数优化 (/etc/sysctl.d/99-ovn.conf)
net.core.rmem_max = 67108864
net.core.wmem_max = 67108864
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 67108864
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 67108864
net.core.optmem_max = 65536
net.ipv4.tcp_congestion_control = bbr
net.core.default_qdisc = fq

# MTU 设置 (Geneve 头部 58 bytes)
# 物理网络 MTU=9000 (Jumbo Frame)
# Geneve 隧道 MTU = 9000 - 58 = 8942
# VM 内部 MTU = 8942 - 50 (ethernet) = 8892
# 或使用标准: 物理=9000, VM=1450

3.3 网络带宽规划 ​

流量类型每节点带宽聚合带宽说明
管理流量100Mbps100GbpsAPI、监控
存储流量1Gbps1000GbpsCeph RBD IO
租户流量500Mbps500GbpsVM 业务流量
迁移流量1Gbps100Gbps热迁移(峰值)
隧道封装500Mbps500GbpsGeneve overlay

4. 负载均衡 (Octavia) ​

4.1 Octavia 配置 ​

bash
# 创建负载均衡器
openstack loadbalancer create --name lb-web \
  --vip-subnet-id tenant-subnet-01

# 创建监听器
openstack loadbalancer listener create --name listener-http \
  --protocol HTTP --protocol-port 80 lb-web

# 创建后端池
openstack loadbalancer pool create --name pool-web \
  --lb-algorithm ROUND_ROBIN \
  --listener listener-http --protocol HTTP

# 添加成员
openstack loadbalancer member create pool-web \
  --address 10.10.1.10 --protocol-port 8080
openstack loadbalancer member create pool-web \
  --address 10.10.1.11 --protocol-port 8080

# 健康检查
openstack loadbalancer healthmonitor create pool-web \
  --type HTTP --url-path /health \
  --delay 5 --timeout 3 --max-retries 3

5. DNS 服务 (Designate) ​

bash
# 创建 DNS Zone
openstack zone create example.com. --email admin@example.com

# 添加记录
openstack recordset create example.com. \
  --type A --record 203.0.113.100 \
  --name api.example.com.

# Neutron 自动 DNS (集成)
# 在 neutron.conf 中启用:
# dns_domain = example.com.