Сети передачи данных¶

Сети передачи данных обеспечивают взаимодействие узлов и сервисов KeyStack, подключение к СХД и передачу трафика виртуальных машин (ВМ). В архитектуре выделяются три уровня:

Underlay — физическая сеть коммутаторов и маршрутизаторов в ЦОД.
Инфраструктурные сети — L2/L3-сегменты, выделенные в сети ЦОД для сервисов и узлов платформы.
Виртуальные сети (Overlay) — сети проектов, создаваемые и управляемые пользователями или администраторами средствами виртуализации сетей.

Физическая сеть ЦОД (Underlay)¶

Физическая сеть ЦОД (Underlay) состоит из аппаратных коммутаторов и маршрутизаторов. Она обеспечивает связность серверов и служит основой для обеспечения пропускной способности и надёжности облачной инфраструктуры.

Сеть строится по топологии Spine–Leaf. Каждый коммутатор уровня стойки (Leaf) соединяется с каждым коммутатором уровня зала ЦОД (Spine). Серверы подключаются к Leaf-коммутаторам. Пограничные маршрутизаторы, если они необходимы, подключаются аналогично серверам — к выделенным Leaf-коммутаторам, которые называются Border Leaf.

Трафик между серверами, подключёнными к разным Leaf-коммутаторам, проходит через уровень Spine. Протоколы маршрутизации определяют пути передачи трафика, а механизм ECMP (Equal-Cost Multi-Path) позволяет распределять его между несколькими путями равной стоимости.

Физическая сеть состоит из двух независимых доменов сетевых коммутаторов.

Первый домен предназначен для передачи трафика сети OOB и построен по топологии Spine–Leaf без резервирования: используется один Spine-коммутатор, к которому каждый Leaf-коммутатор подключён одним портом. В каждой физической стойке установлен один Leaf-коммутатор.

Второй домен предназначен для передачи трафика остальных инфраструктурных сетей и подключения пограничных маршрутизаторов и межсетевых экранов и построен по топологии Spine–Leaf с резервированием: используется несколько Spine-коммутаторов, а каждый Leaf-коммутатор соединён с каждым Spine-коммутатором одним портом. Leaf-коммутаторы одной стойки объединены в домен MC-LAG (Multi-Chassis Link Aggregation) для резервирования каналов передачи данных.

Инфраструктурные сети¶

Инфраструктурные сети — это группа L2/L3-доменов, организованных в физической сети ЦОД (Underlay). KeyStack использует следующие домены для объединения трафика по типам:

OOB — управление и мониторинг оборудования через интерфейсы BMC, например iLO, IPMI или iDRAC, независимо от хостовой ОС.
Management — управление ОС физических серверов, развёртывание серверов через сетевую загрузку PXE и взаимодействие сервисов платформы.
External — взаимодействие сервисов KeyStack с внешними системами, пользователями и администраторами.
Tenant Networks — транспорт для виртуальных сетей проектов. Для изоляции трафика используются VLAN или туннели GRE/VXLAN.
Floating IP — внешняя маршрутизируемая сеть для доступа к ВМ через трансляцию адресов.
Storage — доступ к программно определяемым СХД и хранилищам, подключаемым по iSCSI.

Сети External и Floating IP решают разные задачи: доступ к сервисам платформы и доступ к ВМ соответственно. Размещение инфраструктурных сетей в физических сегментах определяется проектом инсталляции.

Подготовка сети для установки серверов описана в разделе Подготовка серверной инфраструктуры, настройка сетей региона — в разделе Развёртывание сети региона.

Виртуальные сети (Overlay)¶

Виртуальные сети объединяют ВМ в сети проектов и обеспечивают их связь с внешними сетями. Пользователи управляют сетями, подсетями, портами и маршрутизаторами через Neutron. В базовой конфигурации используется механизм ML2/Open vSwitch (OVS).

OVS работает на вычислительных (Compute) и сетевых (Network) узлах. Compute-узлы подключают порты ВМ к виртуальным коммутаторам, а Network-узлы предоставляют маршрутизацию, NAT и DHCP. Сетевые агенты взаимодействуют с управляющими сервисами через RabbitMQ. В зависимости от конфигурации сети для передачи трафика между узлами используются VLAN или туннели VXLAN/GRE.

Настройка механизма описана в разделе Настройка ML2/OVS, управление сетями и маршрутизаторами — в разделе Подсистема передачи данных.

Трафик между ВМ (East–West)¶

В одной виртуальной сети ВМ обмениваются трафиком через OVS. Если они находятся на разных Compute-узлах, трафик передаётся через физическую сеть с изоляцией VLAN или инкапсуляцией VXLAN/GRE.

Организация передачи трафика между ВМ в одной VLAN¶

Организация передачи трафика между ВМ в разных VLAN¶

Для связи между разными виртуальными сетями требуется маршрутизация. Путь через виртуальный маршрутизатор зависит от его размещения и режима работы. В централизованной конфигурации маршрутизатор обслуживается Network-узлом.

Организация передачи трафика между ВМ в одной сети VXLAN/GRE¶

Организация передачи трафика между ВМ в разных сетях VXLAN/GRE¶

Трафик во внешние сети (North–South)¶

ВМ может подключаться к внешней сети через провайдерскую сеть или через виртуальный маршрутизатор с трансляцией адресов.

В провайдерской сети порт ВМ связан с сегментом физической сети через OVS на Compute-узле. Дальнейшая маршрутизация выполняется сетевым оборудованием ЦОД.

Организация передачи трафика между ВМ и внешней сетью через провайдерскую сеть¶

В централизованной конфигурации с NAT трафик поступает от Compute-узла к маршрутизатору на Network-узле. Для исходящих соединений применяется SNAT. Floating IP обеспечивает трансляцию внешнего адреса в адрес порта ВМ и обратную трансляцию для ответного трафика.

Организация передачи трафика между ВМ и внешней сетью через централизованный NAT¶