OpenStack核心组件管理：Heat编排与Neutron网络管理重点总结

OpenStack核心组件管理：Heat编排与Neutron网络管理重点总结

一、Heat 编排管理

1. Heat 核心作用

• 编排复合云应用程序：通过声明性模板描述云应用程序的基础架构。
• 与 OpenStack 核心项目紧密集成：调用 Nova、Neutron、Cinder 等 API，按正确顺序创建资源。
• 模板可版本控制：模板为文本文件（YAML 格式），支持版本管理。

Heat 位于 Nova、Neutron 等组件之上，用户只需编写模板，Heat 自动调用各服务接口完成资源配置。

2. Heat 架构组件

# 查看 heat 进程ps-e|grepheat# 查看 heat 服务状态systemctl status openstack-heat-*

3. Heat 模板（Template）

• 模板定义：OpenStack 资源的集合（虚拟机、网络、存储、告警、浮动 IP、安全组、伸缩组、嵌套堆栈等）。
• 编写语言：YAML（YAML Ain’t Markup Language）
  • 使用缩进（空格）排版
  • 序列项用短划线-表示
  • Map 中的 key-value 对用冒号:表示

模板基本结构

heat_template_version:2018-08-31description:模板描述信息parameters:# 输入参数，如镜像ID、网络ID等image_name_1:type:stringlabel:Image IDdefault:<image_id>resources:# 定义各种资源，如密钥对、安全组、网络、子网、路由器、端口、浮动IP、实例等mykey:type:OS::Nova::KeyPairweb_secgroup:type:OS::Neutron::SecurityGroupprivate_net:type:OS::Neutron::Netinstance1:type:OS::Nova::Serveroutputs:# 输出信息，如私钥等private_key:description:Private keyvalue:{get_attr:[mykey,private_key]}

4. 常用资源类型

5. 创建堆栈（Web 界面）

1. 进入“项目” → “编排” → “堆栈” → “创建堆栈”。
2. 选择模板源（文件或直接输入）。
3. 填写堆栈名称、参数（如镜像 ID、网络 ID 等）。
4. 点击“创建”，Heat 自动创建模板中定义的所有资源。

二、Neutron 网络管理

1. Neutron 功能概述

• 为 OpenStack 提供网络支持：二层交换、三层路由、负载均衡（LBaaS）、防火墙（FWaaS）、VPN。
• 解决传统手工配置网络无法适应云环境多租户、动态创建/修改/删除网络的难题。
• 支持SDN（软件定义网络）理念，灵活且自动化。

2. Linux 网络虚拟化基础技术

# Linux Bridge 常用命令brctl addbr<bridge_name># 添加网桥brctl addif<bridge><device># 添加接口到网桥# Open vSwitch 常用命令ovs-vsctl add-br<bridge># 添加网桥ovs-vsctl add-port<bridge><port>ovs-vsctl show<bridge>ovs-vsctl dump-flows<bridge>

3. Neutron 核心概念

Network（网络）

• 隔离的二层广播域。
• 网络类型：

• network 必须属于某个 Project，一个 Project 可有多个 network。

Subnet（子网）

• IPv4 或 IPv6 地址段，实例 IP 从 subnet 中分配。
• 定义地址范围、掩码、网关、DNS 等。
• 一个 network 可以有多个 subnet（CIDR 不能重叠），不同 network 的 subnet CIDR 可以重叠（通过不同 router 或网络命名空间隔离）。

Port（端口）

• 虚拟交换机上的端口，定义 MAC 和 IP 地址。
• 实例的虚拟网卡（VIF）绑定到 port，获得 MAC/IP。
• 一个 port 属于某个 subnet，一个 subnet 可有多个 port。

关系总结：

Project 1 : M Network Network 1 : M Subnet Subnet 1 : M Port Port 1 : 1 VIF : 1 Instance

4. Neutron 架构组件

# 查看 Neutron 代理状态openstack network agent list# 进入数据库查看网络表（mysql）use neutron;show tables;# 包含 networks, subnets, ports, routers 等

5. 三层路由（Router）

• 虚拟路由器：实现子网间通信及与外网的通信。
• 基于Linux network namespace实现隔离，每个 router 有独立路由表。
• 通过SNAT（源地址转换）使内网实例访问外网。
• 浮动 IP：通过 DNAT 实现外网访问内网实例。

创建路由器并连接网络（Web 界面）

1. 创建路由器，指定外网（如waiwang），启用 SNAT。
2. 添加接口：选择内网子网（如neiwang-1），自动创建路由器接口（IP 为子网网关）。
3. 实例绑定内网 port 后，即可通过路由器访问外网。

# 查看 OVN 中的路由器信息ovn-nbctl show

6. OVN（Open Virtual Network）简介

• OVN 是 OVS 的扩展，支持虚拟网络编排。
• Neutron 可配置使用 OVN 作为 mechanism driver。
• OVN 提供分布式虚拟路由、安全组、L2/L3 服务。

# 查看 OVN Controller 代理openstack network agent list|grepOVN# 配置文件 /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini[ml2]type_drivers=geneve,flat tenant_network_types=geneve mechanism_drivers=ovn

7. 常用 Neutron 命令

# 列出网络openstack network list# 创建网络openstack network create<net_name># 创建子网openstack subnet create--network<net_name>--subnet-range<CIDR><subnet_name># 列出子网openstack subnet list# 列出端口openstack port list# 创建路由器openstack router create<router_name># 设置路由器网关（外网）openstack routerset--external-gateway<external_net><router_name># 添加路由器接口（内网子网）openstack routeraddsubnet<router_name><subnet_name># 创建浮动 IPopenstack floatingipcreate<external_net># 关联浮动 IP 到实例openstack serveraddfloatingip<instance><floating_ip>

8. 安全组（Security Group）

• 通过iptables限制进出实例的网络包。
• 定义规则（协议、端口范围、源/目的 IP）。
• 每个实例至少属于一个安全组。

三、实验示例：创建内网、路由器并部署实例

步骤概览

1. 创建外网（已有，如waiwang，网络类型 flat，物理网络映射）。
2. 创建内网（如neiwang-1，子网192.168.11.0/24，网关192.168.11.1，启用 DHCP）。
3. 创建路由器（如router1），设置网关为外网（启用 SNAT），添加内网接口。
4. 创建实例，选择内网，自动获取内网 IP（如192.168.11.4）。
5. 验证：实例可 ping 通外网网关（通过 SNAT），也可通过浮动 IP 从外网访问实例。

OVN 查看逻辑交换机

ovn-nbctl show

输出示例：

switch <uuid> (neutron-<net_id>) (aka neiwang-1) port <uuid> addresses: ["fa:16:3e:... 192.168.11.4"] port <uuid> type: router router <uuid> (neutron-<router_id>) (aka router1) nat <uuid> external ip: "192.168.108.185" logical ip: "192.168.11.0/24" type: "snat"

通过以上内容，可系统掌握 Heat 编排的基本用法和 Neutron 网络的核心概念、架构及操作。