Tungsten Fabric入门宝典丨关于服务链、BGPaaS及其它

作者:Tatsuya Naganawa 译者:TF编译组

服务链

尽管有很多用例,但NFVI将成为Tungsten Fabric最突出的用例之一,这是由于NFVI许多独特的功能,使其成为实现软件的基础。

其中最著名的功能就是服务链(service-chain),该功能可在不更改VNF IP的情况下管理流量,从而可以实时插入和删除VNF。

由于vRouter可以在内部包含VRF,因此它可以在VNF的每个接口上都具有VRF,并且可以通过虚假的下一跳处理流量,例如发送给下一个VNF。

Tungsten Fabric的服务链是通过这种方式实现的,因此一旦创建服务链,你将看到很多个VRF被创建,并且将插入下一跳,将流量发送到服务链中的下一个VNF。

• VRF(在control的术语中是routing-instance)被命名为domain-name:project-name:virtual-network-name:routing-instance-name。在大多数情况下,virtual-network-name和routing-instance-name是相同的,但是服务链是该规则的一个例外

要设置一个服务链示例,可以按照以下视频中的步骤进行操作:
https://www.youtube.com/watch?v=h5qOqsPtQ7M

之后,你可以看到左侧virtual-network具有右侧virtual-network的前缀,并带有更新的下一跳,该前缀指向VNF的左侧接口,对于右侧virtual-network反之亦然。

注意:据我所知,在使用服务链v2时,仅使用“左”和“右”接口进行服务链计算,而“管理”和“其它”接口则被忽略

L2, L3, NAT

有许多具有不同流量类型集的VNF,因此NFVI的SDN也需要支持多种流量类型。

为此,Tungsten Fabric服务链支持三种流量类型,即l2,l3,nat。

l2服务链(也称为透明服务链)可以与透明VNF一起使用,透明VNF与网桥具有相似的功能,并基于arp响应发送报文。

尽管vRouter始终使用相同的mac地址(00:01:00:5e:00:00),
https://github.com/Juniper/contrail-controller/wiki/Contrail-VRouter-ARP-Processing#vrouter-mac-address

但这种情况是该规则的例外,VNF左侧的vRouter使用dest mac: 2:0:0:0:0:2发送流量,而VNF右侧的vRouter使用dest mac 1:0:0:0:0:1发送流量。因此,bridge-type的VNF会将流量发送到其接口的另一侧。

请注意,即使使用l2 vnf,左侧virtual-network和右侧virtual-network也需要具有不同的子网。这可能有点反常,但是由于vRouter可以进行l3路由,因此可以使用vRouter - L2VNF - vRouter,就像router - L2VNF – router是可以接受的一样。

另一方面,l3服务链(也称为in-network服务链)将在不更改mac地址的情况下将流量发送到VNF,因为在这种情况下,VNF将根据其目标IP进行路由(类似于路由器的行为)。除mac地址外,其行为与l2的情况几乎相同。

Nat服务链类似于l3服务链,因为它希望VNF根据目标IP进行路由。一个很大的区别是,它将右侧virtual-network的前缀复制到左侧virtual-network,但是不会将左侧virtual-network的前缀复制到右侧virtual-network!

• 因此左/右接口需要仔细选择,因为在这种情况下它是不对称的

这种服务链形式的典型用例是,在用于Internet访问的SNAT等情况下,VNF的左侧接口具有私网IP,而右侧接口具有全局IP。 由于私网IP无法导出到Internet,在这种情况下,左侧virtual-network的前缀无法复制到右侧virtual-network。

ECMP,多VNF

服务链功能还支持ECMP设置,用于规模化部署。
• 配置基本相同,但需要将多个端口-元组分配给一个服务实例。

在这之后,你会发现,流量将根据5个数据包的5元组进行负载平衡。

多VNF也可以设置,如果将多个服务实例分配到一个网络策略上,则可以设置多VNF。

当使用l3服务链时,虽然可能会有反直觉,但需要将两个VNF分配给同一个虚拟网络。

• 因为所有来自VNF的数据包都会在服务链的独立VRF中,所以它们可以有相同的子网

也支持同时使用l2和l3,不过在这种情况下,需要将l2 vnf分配到不同的虚拟网络中,其中一个网络政策是附加的。

• 在这篇博文中描述了设置示例:
https://tungsten.io/building-and-testing-layer2-service-images-for-opencontrail/

子接口

这也是NFVI中使用的功能,因此这里我也要提一下。

VNF会基于各种原因发送带标签的报文。在这种情况下,如果vlan标签不同,则vRouter可以使用不同的VRF。
• 类似于Junos术语“set routing-instances routing-interface-name interface xxx”中的子接口

这里描述了具体操作:https://www.youtube.com/watch?v=ANhBQe_DS2E

DPDK

vRouter具有使用DPDK与物理NIC交互的功能。

它将经常用于NFV类型的部署,因为基于纯Linux kernel的网络堆栈,要获得与典型VNF(本身可能使用DPDK或类似技术)相当的转发性能仍然不容易。
https://blog.cloudflare.com/how-to-receive-a-million-packets/

要通过ansible-deployer启用此功能,需要设置这些参数。

当设置为AGENT_MODE: dpdk时,ansible-deployer将会安装一些容器,例如vrouter-dpdk——这是一个针对物理NIC运行PMD的进程。因此在这种情况下,将基于DPDK实现从vRouter到物理NIC的转发。

注意:
1. 由于vRouter链接到PMD的数量有限,因此要使用某些特定的NIC,可能需要重新构建vRouter
https://github.com/Juniper/contrail-vrouter/blob/master/SConscript#L321

2. 对于某些NIC(例如XL710),不能使用uio_pci_generic。在这种情况下,需要改用vfio-pci
https://doc.dpdk.org/guides-18.05/rel_notes/known_issues.html#uio-pci-generic-module-bind-failed-in-x710-xl710-xxv710

由于在这种情况下,vRouter的转发平面不在kernel空间中,因此无法使用tap设备从VM获取报文。为此,QEMU具有“vhostuser”的功能,用于在用户空间中将报文发送到dpdk进程。当vRouter配置为AGENT_MODE: dpdk时,nova-vif-driver将自动创建vhostuser vif,而不是创建用于kernel vRouter的tap vif。

• 从VM方面看,它看起来仍然像virtio,因此可以使用常规的virtio驱动程序与DPDK vRouter进行通信。

一个警告是,当QEMU将要连接到vhostuser界面时,qemu还需要为此提供巨大的支持。使用OpenStack时,此knob将为每个VM分配大量页面。

为了达到最佳性能,kernel和dpdk进程本身都有很多调整参数。对我来说,在kernel方面以下两篇文章是最有帮助的。
https://www.redhat.com/en/blog/tuning-zero-packet-loss-red-hat-openstack-platform-part-1
https://www.redhat.com/en/blog/going-full-deterministic-using-real-time-openstack
• cat /proc/sched_debug也可用于查看核心隔离是否运行良好

而在vRouter方面,这一点可能需要注意。

1. vRouter将使用基于5-tuple的核心负载均衡,因此为了获得最佳性能,可能需要增加流的数量
https://www.openvswitch.org/support/ovscon2018/6/0940-yang.pptx

注意:当使用vrouter-dpdk时,使用untagged数据包可能会带来更多的吞吐量(这意味着在不使用--vlan_tci的情况下提供vrouter-dpdk)3

BGPaaS

BGPaaS也是Tungsten Fabric中比较独特的功能,该功能用于在VNF中插入VRF的路由。

• 从某种意义上说,它有点类似于AWS VPN网关,因为它会自动从VPC路由表中获取路由

从操作角度来看,使用vRouter的网关IP和服务IP,vRouter中的VNF将具有IPV4 bgp对等方。

一个值得注意的用例是设置ipsec VNF,它可以通过VPN网关连接到公共云。在这种情况下,VPC的路由表将被复制到VNF,并将通过BGPaaS复制到vRouter的VRF,因此,当在公共云的VPC中新添加修改的子网时,所有前缀均会被正确分配。

Service Mesh

Istio运行良好,多集群也是其中很有趣的主题。
https://www.youtube.com/watch?v=VSNc9qd2poA
https://istio.io/docs/setup/kubernetes/install/multicluster/vpn/


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carrie-tt 发表于20-06-05
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