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
10.72.10.124уже 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 showна 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
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)
Просмотр таблицы коммутации на top-of-rack switch
Зная мак-адрес целевой виртуальной машины, можно определить с какого порта коммутатора "виден" мак (правильно говорить: на каком порту коммутатора был изучен этот мак, но тут и далее я пользуюсь чаще сленговыми терминами)
В этой инсталляции в качестве коммутатора для всех нод используется Cisco Сatalyst WS-C3750E-48PD
Просмотреть с какого порта был изучен мак-адрес можно следующей командой:
c3750e-lab#show mac address-table address fa16.3e40.32d5
(Обратите внимания, что формат показа мак-адресов у различных вендоров может отличаться, и следует это учитывать.)
Mac Address Table ------------------------------------------- Vlan Mac Address Type Ports ---- ----------- -------- ----- 729 fa16.3e40.32d5 DYNAMIC Gi1/0/7
Из вывода команды можно видеть что
- Мак-адрес изучен с 7-го порта (Gi1/0/7)
- Мак-адерс находится в 729 Vlan (это было понятно еще на роутере по имени интерфейса
bridge-mosk-vlan-729-ch-os-fl, так как в его имени содержится информация vlan: 729 os: OpenStack, fl: floatiung network, но в общем случае такой информации не будет, и этот сетап - исключение, так как при настройке заведомо предполагалось упрощение дебага.
Зная номер порта, можно обратится к документации по клауду, и определить какой сервер подключен в какой порт.
(если документация недоступна то можно попробовать определить по тому какие еще мак-адреса присутствуют на порту, в других Vlan)
В этой инсталляции (где документация есть) определяем что в порт подключен к Control/Network Node c адресом 10.72.5.11
Прохождение тарфика внутри Compute Node
В этом сетапе - это нода 10.72.5.11 kaas-node-b4d3a72a-abe6-4dba-9547-30915084c409
Vlan 729 заходит в интерфейс с именем floating
- это имя дано специально, в общем случае имя может отличаться
- на этом интерфейсе уже нет никаких тегов - они снимаются раньше, другими словами tcpdump -i floating -n -ee не покажет тегированного трафика,
для данного случая не принципиально как именно снимается тег
- на этом интерфейсе нет ip адреса
<code>ip addr show dev floating</code>
7: floating: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel master ovs-system state UP group default qlen 1000
link/ether 52:54:15:ac:ac:16 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet6 fe80::5054:15ff:feac:ac16/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
Note
Изначально на этом интерфейсе присутствовал ip адрес - это в целом не мешало работе виртуальных машин, однако они не были доступны с этой ноды (но были доступны из сети).
Это была ошибка конфигурации, в целом назначать адреса на порты бриджа не правильно.
- Детальная информация по интерфейсу:
ip -d link show dev floating
7: floating: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel master ovs-system state UP mode DEFAULT group default qlen 1000
link/ether 52:54:15:ac:ac:16 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff promiscuity 1 minmtu 68 maxmtu 65535
openvswitch_slave addrgenmode eui64 numtxqueues 1 numrxqueues 1 gso_max_size 65536 gso_max_segs 65535
Тут важно что этот интерфейс включен как порт OpenVSwitch (что видно из строки openvswitch_slave ) и, соответвенно трафик попавший в этот интерфейс попадает в openvswitch
Прохождение трафика внутри OpenVSwitch
OpenVSwitch представляет собой программную реализацию OpenFlow коммутатора, (точнее в пределах одной Linux ноды можно создать несколько независимо работающих OpenFlow коммутаторов)
