OpenStack Neutron Floating Ip

Как трафик попадает из внешнего мира на VM в OpenStack

Этот документ описывает как трафик из внешнего мира доходит до виртуальных машин в OpenStack (один из возможных вариантов реализации).

Описание окружения

Окружение с установленным OpenStack состоит из 3 Control Nodes и они же совмещают роль Network Node, и одной Compute Node (минимально-возможное количество)
Для получения трафика из-вне используется интерфейс с именем floating (имя может быть выбрано произвольно)

Исследование пути трафика

В окружении (для простоты) запущен один единственный инстанс, у которого Floating IP 10.72.10.124 os server list

+--------------------------------------+--------------------------+--------+----------------------------------------+------------+--------------------+
| ID                                   | Name                     | Status | Networks                               | Image      | Flavor             |
+--------------------------------------+--------------------------+--------+----------------------------------------+------------+--------------------+
| 795dc7f8-15b4-4b5d-9f8d-c40f178467f7 | test-cirros-vm-on-nvme-1 | ACTIVE | lb-mgmt-net=10.255.4.184, 10.72.10.124 | Cirros-5.1 | m1.nano.vm-on-nvme |
+--------------------------------------+--------------------------+--------+----------------------------------------+------------+--------------------+

Сеть для floating Ips (10.72.10.0/24) настроена на маршрутизаторе в Vlan 729, и этот Vlan приходит в интерфейс с именем floating на каждой из Controller/Network nodes
Шлюзом для Floating сети выступает внешний по отношению к OpenStack маршрутизатор.

С тестового ноутбука до виртуальной машины маршрут выглядит так:

Keys:  Help   Display mode   Restart statistics   Order of fields   quit
Packets               Pings
 Host             Loss%   Snt   Last   Avg  Best  Wrst StDev
 1. 192.168.33.1  0.0%     6    2.0   1.7   1.5   2.0   0.2
 2. 10.72.10.124  0.0%     5    2.2   2.1   1.7   2.4   0.3

Определени через какую Network (Control/Network) ноду пойдет трафик

Из маршрута можно сделать следующие выводы:

• так как 192.168.33.1 -это адрес шлюза по-умолчанию для ноутбука с которого делается трассировка маршрута, а адрес VM 10.72.10.124 уже следующий в трассировке, то можно предположить что этот маршрутизатор и выступает шлюзом для floating сеть 10.72.10.0/24
• Если это утверждение верно, то изучив таблицу arp-записей на маршрутизаторе, возможно узнать мак-адрес VM (точнее, мак-адрес с которого уходит трафик от этой VM, этот адрес будет отличаться от того который можно посмотреть командой ip link show на самой VM.

В реальной жизни в окружении клиента доступа на роутеры и коммутаторы может не быть и тогда единственный способ понять через какую Compute/Network ноду идет трафик - это использовать tcpdump

Просмотр таблицы arp на маршрутизаторе

В качестве маршрутизатора в этом (тестовом!) окружении выступает устройство Mikrotik RB4011iGS+5HacQ2HnD (RouterOS 7.4)
(это не типичная инсталляция, для других случаев маршрутизатор скорее всего окажется другого производителя)

Просматриваем таблицу arp-записей (с поиском по ip=10.72.10.124)

[admin@RB4011iGS+5HacQ2HnD] > /ip/arp/print where address=10.72.10.124

Flags: D, P - PUBLISHED; C - COMPLETE
Columns: ADDRESS, MAC-ADDRESS, INTERFACE
#    ADDRESS       MAC-ADDRESS        INTERFACE
0 DC 10.72.10.124  FA:16:3E:40:32:D5  bridge-mosk-vlan-729-ch-os-fl

Из этого вывода можно видеть что

• мак-адрес хоста <cod>10.72.10.124 известен роутеру: FA:16:3E:40:32:D5
• этот адрес изучен на физическом интерфейсе bridge-mosk-vlan-729-ch-os-fl
• этот интерфейс (bridge-mosk-vlan-729-ch-os-fl) и является шлюзом для floating сети, на нем назначен первый адрес 10.72.10.1/24 из этого ( 10.72.10.0/24) диапазона

/ip/address/print where interface=bridge-mosk-vlan-729-ch-os-fl

Columns: ADDRESS, NETWORK, INTERFACE
# ADDRESS        NETWORK     INTERFACE
0 10.72.10.1/24  10.72.10.0  bridge-mosk-vlan-729-ch-os-fl

• Проверить какие еще адреса имеют мак такой же как и у адреса с которого отвечает VM:

[admin@RB4011iGS+5HacQ2HnD] > /ip/arp/print where mac-address=FA:16:3E:40:32:D5

Flags: D, P - PUBLISHED; C - COMPLETE
Columns: ADDRESS, MAC-ADDRESS, INTERFACE
#    ADDRESS       MAC-ADDRESS        INTERFACE
0 DC 10.72.10.124  FA:16:3E:40:32:D5  bridge-mosk-vlan-729-ch-os-fl
1 DC 10.72.10.27   FA:16:3E:40:32:D5  bridge-mosk-vlan-729-ch-os-fl

Тут видно что есть еще один IP с таким же маком - можно предположить что это или еще одна виртуальная машина, которая выходит через тот же роутер, или собственно адрес самого роутера.
В нашем простейшем случае, очевидно что это не может быть адресом виртуальной машины, так как в клауде запущена всего одна виртуальная машина с адресом 10.72.10.124

Note: "О роутерах в OpenStack":

Просмотреть роутеры можно командой openstack router list

+--------------------------------------+------+--------+-------+----------------------------------+-------------+-------+
| ID                                   | Name | Status | State | Project                          | Distributed | HA    |
+--------------------------------------+------+--------+-------+----------------------------------+-------------+-------+
| 54550846-33f2-4954-8649-3233a49cedb4 | r2   | ACTIVE | UP    | 93900840d7804fd2adfe9bfd452263c7 | False       | False |
| 6cf2a3cc-5242-42b5-8c57-3ee78b0d0983 | r1   | ACTIVE | UP    | 10510c89d63d490b967f90511cdc902d | True        | False |
+--------------------------------------+------+--------+-------+----------------------------------+-------------+-------+

А подробно информацию о роутере: openstack router show 54550846-33f2-4954-8649-3233a49cedb4 (вывод команды немного отформатирован для лучшей читаемости)

+-------------------------+-------------------------------------------------------------------
| Field                   | Value                                                             
+-------------------------+-------------------------------------------------------------------
| admin_state_up          | UP                                                                
| availability_zone_hints |                                                                   
| availability_zones      | nova                                                              
| created_at              | 2023-02-27T14:15:39Z                                              
| description             | router_for_nat                                                    
| distributed             | False                                                             
| external_gateway_info   | {"network_id": "5b1a5b04-b5ed-4ced-a097-585f40b0a5fd",
|                            "external_fixed_ips": [
|                               {"subnet_id": "32d92f06-a3c7-42f1-9dbc-0eee02aa47c1", "ip_address": "10.72.10.27"}
|                             ], 
|                             "enable_snat": false} 
| flavor_id               | None                                                              
| ha                      | False                                                             
| id                      | 54550846-33f2-4954-8649-3233a49cedb4                              
| interfaces_info         | [
|                              {"port_id": "e02600f1-cd39-4f1d-b1bc-c619602087b0", 
|                                "ip_address": "10.255.0.1", 
|                                "subnet_id": "4383ea14-91b6-49f9-98fa-8d6993012da2"}
|                             ]
| name                    | r2                                                                
| project_id              | 93900840d7804fd2adfe9bfd452263c7                                  
| revision_number         | 10                                                                
| routes                  |                                                                   
| status                  | ACTIVE                                                            
| tags                    |                                                                   
| updated_at              | 2023-02-28T13:10:28Z                                              
+-------------------------+---------------------------------------

Сам по себе роутер в OpenStack это НЕ виртуальная машина, а network namespace (сущность ядра Linux на Network Node)