理解OpenStack与SDN控制器的集成

一、OpenStack Neutron简介

Neutron添加了一层虚拟的网络服务让租户(用户)构建自己的虚拟网络。Neutron是对网络的虚拟化，该网络可以从一个地方移动到另一个地方，而不会影响现有的连接。它可以进一步解释为一个网络管理服务，为创建和管理虚拟网络公开了一组可扩展的API(通过创建虚拟网络为OpenStack Compute节点上的虚拟机提供网络服务)。Neutron的插件架构为开源社区或第三方服务提供API。Neutron还允许供应商研究和添加新的插件，提供先进的网络功能。

目前，Neutron的虚拟网络服务没有传统网络成熟。下图描述了与Neutron组件交互的代理。组成Neutron的元素如下：

Neutron-server是实现OpenStack网络功能的的主要部件。

Plugin agents和Neutron插件一起管理虚拟交换机，Plugin agents依赖Neutron插件。

DHCP agent是Neutron的一部分，为租户的网络提供DHCP服务。

L3 agent负责3层功能和NAT转发来获得租户虚拟机的外部访问。

二、SDN对于Neutron的意义

引入SDN主要是克服Neutron的缺陷，SDN是一种网络技术,通过集中的可编程控制平面来管理整个数据平面。这样网络运营商和供应商可以控制和管理自己的虚拟化资源和网络。SDN是一种新型的网络模式，允许硬件和操作系统之间以及物理/虚拟网元和操作系统之间通过开放API通信。

三、SDN控制器与Neutron集成的原理

（1）Neutron Server的介绍

A python daemon is the main process of the OpenStack networking that typically runs on the controller node (a term used in OpenStack deployments). It exposes APIs, to enforce the network model, and passes the requests to the neutron plugin.

暴露API，使得请求能够被传到plugin中。

（2）Plugins的介绍

Plugins can be either core or service. Core plugins implement the "core" Neutron API — L2 networking and IP address management. Service plugins provide "additional" services, such as the L3 router, load balancing, VPN, firewall and metering. These network services can also be provided by the core plugins by realizing the relevant API extensions. In short, plugins run on the controller node and implement the networking APIs, which interact with the Neutron server, database and agents.

Plugin分为core和additional。

Plugin功能是处理neutron server传过来的请求。

下图是更为详细的neutron server如何传送给plugin消息的：

（3）Plugin Agents介绍

These agents are specific to the Neutron plugin being used. They run on compute nodes and communicate with the Neutron plugin to manage virtual switches. These agents are optional in many deployments and perform local virtual switch configurations on each hypervisor.

Agent跑在compute节点之上，与Neutron的plugin进行通信

ML2 plugin都是属于core。分为type和mechanism两种。

Type drivers (如flat, VLAN, GRE 和VXLAN) 定义 L2 type。

mechanism drivers (如OVS, adrivers from ODL, Cisco, NEC ……) 负责一系列动作（更新、创建、删除）网络、子网、端口。

四、流程总结

（1）.用户通过OpenStack的界面（horizon）输入消息给networkingAPI，再发送给Neutron server

（2）.Neutron server接受信息发送给plugin

（3）.Neutron server/plugin 更新DB

（4）.Plugin通过REST API发送消息给SDN控制器

（5）.SDN控制器接收到消息，然后通过南向的plugins/protocols（如OpenFlow, OVSDB ， OF-Config等）控制相关的Agent的运作