VPC原理

介绍如何VPC网络的实现原理

CloudpodsVPC网络的功能基于开源项目 OVN 实现。

从3.10开始，采用ovn版本为 2.12.4。

如下图为Cloudpods和ovn的相关组件架构图。

各个组件的功能说明如下：

组件部署位置作用
region控制节点云控制器，管理VPC，IP子网，EIP等资源的数据，提供API接口
vpcagent控制节点负责将云平台的网络拓扑信息同步转换存储到ovn northdb
ovn-northd控制节点包含ovn-northdb, ovn-northd和ovn-sourthdb等三个组件，ovn-northd存储虚拟网络面向云平台的北向数据库，ovn-sourthd存储虚拟网络面向底层设备的南向数据库，ovn-northd负责数据格式的翻译和转换
ovn-controller计算节点从ovn-southdb获取本计算节点（chassis）的网络配置信息，并翻译为流表，注入本地的openvswitch
host计算节点云平台的宿主机管理代理程序，跟云控制器通信，负责本机虚拟机的管理，包括信息的同步，配置的管理等
sdnagent计算节点负责将虚拟机的配置同步到ovs，实现物理网络和虚拟网络的对接
ovs计算节点负责管理计算节点的虚拟交换机配置，将流表同步到内核datapath
ovsdb计算节点负责维护计算节点的虚拟交换机配置信息

工作流程简要说明如下：

  1. region为云控制器，实现云资源的信息管理，维护VPC，IP子网，虚拟机，EIP等资源的基础信息，以及资源之间的关联关系
  2. vpcagent定期从region同步信息，并将云平台的信息转换为ovn-northd的信息，例如，将IP子网转换为ovn的虚拟机交换机，将VPC转换为ovn的虚拟路由器，
  3. ovn-northd中的ovn-northdb接收vpcagent的数据更新，ovn-southd接收ovn-controller上报的物理网络信息，将ovn-northd的逻辑网络拓扑信息根据物理网络拓扑，转换为物理网络拓扑信息，保存在ovn-southd。
  4. ovn-controller从ovn-southd获取本机的网络配置信息，转换为流表，注入ovs
  5. host从region获取本计机运行的虚拟机的配置信息，包括虚拟机的网络接口配置，安全组，带宽限速等，并保存本地。host负责虚拟机的启动停止等。
  6. sdnagent从host保存的信息获取每台虚拟机的配置信息，负责经典网络虚拟机的网络网卡配置，安全组实现和网络限速实现，负责VPC网络虚拟机的虚拟网卡设置。