深入浅出Neutron

第1篇 初识Neutron

第1章 Neutron是什么

1.1 什么是云

1.2 什么是OpenStack

1.3 Neutron的发展与介绍

1.4 分层思想与Neutron组件架构

1.5 Neutron中的服务

1.5.1 Neutron二层网络服务

1.5.2 Neutron三层网络服务

1.5.3 Neutron高级网络服务

1.5.4 其他服务

1.6 Neutron支持的部署拓扑

1.6.1 单一平面网络

1.6.2 多平面网络

1.6.3 混合平面私有网络

1.6.4 通过私有网络实现运营商路由功能

1.6.5 通过私有网络实现每个租户创建自己专属的网络区段

1.7 爱上Neutron的理由

1.7.1 北向API，框架结构与微内核

1.7.2 大规模高性能，L2的控制平面L2 population （L2pop）

1.7.3 大规模高性能，改善东西南北向流量之分布式虚拟路由（DVR）

1.7.4 大规模高性能，L3高可用VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）

1.8 小结

第2章 Neutron二层网络服务实现原理

2.1 二层网络基本原理

2.2 大二层变革综述

2.2.1 大二层多路径技术

2.2.2 大二层互联技术

2.3 二层网络的实现——ML2插件

2.4 二层网络在Linux中的实现

2.4.1 veth path演示用例

2.4.2 Linux网桥演示用例

2.5 Openvswitch中二层网络的实现

2.6 虚拟机部署与二层网络的绑定（Port Binding）

2.7 小结

第3章 Neutron三层网络服务实现原理

3.1 路由原理

3.2 三层路由在Linux中的实现

3.3 Neutron的三层网络实现

3.4 通过实验夯实路由基础

3.4.1 环境准备

3.4.2 同一节点上的两台虚拟机如何互访

3.4.3 不同节点上的两台虚拟机如何互访

3.4.4 虚拟机如何访问外网（SNAT）

3.4.5 外网如何访问虚拟机（DNAT）

3.4.6 VLAN

3.4.7 VxLAN

3.4.8 GRE

3.5 FLAT、VLAN、GRE、VxLAN网络拓扑

3.6 小结

第4章 OpenStack的部署与Neutron之Hello World

4.1 OpenStack部署方式简介

4.2 使用Devstack部署OpenStack开发环境

4.2.1 系统环境

4.2.2 部署Devstack环境

4.2.3 自动化脚本一键自动部署OpenStack

4.3 创建第一个网络

4.4 小结

第2篇 Neutron进阶

第5章 Neutron中的网络安全

5.1 iptables基础

5.2 Neutron中的安全组

5.2.1 Neutron中的自定义链

5.2.2 每个虚拟机的链和规则

5.2.3 配置使用Neutron中的Security Group

5.2.4 Allowed Address Pairs扩展

5.3 Neutron中的防火墙

5.4 有状态的防火墙和基于OVS流规则的防火墙

5.4.1 什么是有状态的防火墙

5.4.2 有状态防火墙在iptables中的实现

5.4.3 从数据流向看iptables对TCP、UDP及ICMP报文的支持

5.4.4 Openvswitch中对有状态防火墙的支持

5.5 多层防火墙应用实例

5.6 Group Based Policy

5.7 小结

第6章 高级网络服务

6.1 网络服务模型与用例

6.1.1 Routed/Embedded网络服务

6.1.2 Floating/In-Path网络服务

6.1.3 Out-of-Path网络服务

6.1.4 网络服务插入点

6.1.5 L3层的网络服务用例

6.1.6 L2层的网络服务用例

6.1.7 Bump-in-the-Wire网络服务用例

6.1.8 TAPaaS网络服务用例

6.2 Service Type框架

6.2.1 Service Type种类

6.2.2 如何配置Service Type使用高级网络服务

6.2.3 重构后的高级服务代码实现

6.3 其他高级网络服务特性

6.3.1 Neutron Flavor框架

6.3.2 Service Insertion

6.3.3 Service Chain（服务链）

6.3.4 Traffic Steering特性

6.3.5 Huawei Service Chain特性

6.4 LBaaS服务原理与实现

6.4.1 LBaaS代码结构

6.4.2 LBaaS应用场景及实现要点

6.4.3 LBaaS示例

6.5 IPSec VPNaaS服务原理与实现

6.5.1 隧道协议的本质与分类

6.5.2 VPN的本质与分类

6.5.3 IPSec理论

6.5.4 Neutron openSwan/strongSwan VPNaaS驱动架构

6.5.5 运行Neutron strongSwan VPNaaS

6.5.6 Neutron strongSwan VPNaaS配置与排错

6.6 基于MPLS的VPNaaS服务原理与实现

6.6.1 MPLS原理与路由信息传递

6.6.2 Neutron VPNaaS数据模型演进

6.6.3 Neutron MPLS VPN实现原理

6.7 小结

第7章 网络性能调优

7.1 通用操作系统与传统Hypervisor的网络性能瓶颈

7.1.1 网络性能瓶颈在哪儿

7.1.2 virtio

7.1.3 vhost

7.1.4 vhost-user与snabbswitch

7.1.5 openonload1

7.2 Neutron性能的评价指数

7.3 API Server的调优

7.4 MySQL、Rabbitmq调优

7.5 计算节点及l3-agent的调优

7.6 网络中的MTU问题对性能的影响

7.7 启用L2pop特性提高性能

7.8 通过分布式虚拟路由器改善网络节点性能

7.8.1 实例分析

7.8.2 命名空间

7.8.3 配置使用Neutron DVR

7.8.4 环境演示

7.8.5 内幕分析

7.8.6 DVR定制OVS Flow

7.9 网络节点的高可用性

7.9.1 通过pacemaker/corosync实现的Neutron L3高可用性

7.9.2 支持Neutron L3 高可用性和扩展性

7.9.3 VRRP高可用性

7.10 小结

第3篇 Neutron实战

第8章 Neutron实战开发

8.1 Neutron的数据模型介绍

8.1.1 核心实体（L2）

8.1.2 L3层的实体

8.1.3 高层服务实体

8.2 Neutron的API及其实现机制介绍

8.3 使用eclipse pydev插件建立开发环境

8.4 如何开发新的Plugin

8.5 为新二层设备开发MechanismDriver实战

8.6 小结

第9章 贡献Neutron社区

9.1 加入OpenStack社区

9.2 注册BP与neutron-spec

9.3 如何提交代码

9.4 Neutron CI测试

9.5 代码及代码风格

9.6 小结

第10章 Neutron中的测试

10.1 单元测试

10.1.1 assert_has_calls实例

10.1.2 assert_called_once_with实例

10.2 功能测试

10.3 Tempest集成测试

10.4 小结

第4篇 Neutron杂谈与展望

第11章 软件定义网络（SDN）

11.1 软件定义网络（SDN）简介

11.2 OpenFlow中的L3层路由与跨数据中心的SDN

11.3 RouteFlow

11.4 SDN与Neutron的集成

11.5 NFV

11.6 小结

第12章 IPv6与Neutron

12.1 基础知识

12.1.1 IPv6地址的3种配置方式

12.1.2 IPv6 Privacy Extensions

12.1.3 Radvd软件路由器

12.1.4 IPv6地址类型

12.2 IPv6在Neutron中的实现

12.2.1 Neutron中的IPv6地址支持

12.2.2 Neutron中的IPv6前缀代理（Prefix Delegation，PD）机制

12.2.3 Neutron网络中的IPv6路由

12.3 IPv6在管理网络中的实现

12.3.1 配置Radvd

12.3.2 配置Keystone

12.3.3 配置glance

12.3.4 配置Nova

12.3.5 配置neutron-server

12.3.6 配置swift

12.3.7 配置swift-storage

12.3.8 配置corosync

12.3.9 配置cinder

12.3.10 配置RabbitMQ

12.3.11 IPv6 novarc

12.3.12 实验结果验证

12.4 小结

附 录

附录A Openstack网络的故障排除

A.1 虚拟机获取不到IP的问题

A.2 虚拟机无法访问外网的问题

A.3 无法重建GRE隧道的问题

附录B 调试代码时可能遇到的问题

B.1 服务状态不一致的问题

B.2 在eclipse中调试OpenStack代码时，模块动态替换的问题

B.3 Devstack环境中切换代码分支的问题

附录C Devstack环境代码升级的问题

参考链接

本书是一本介绍 OpenStack网络的专著，本书将会从传统的网络技术开始，让读者在大脑中建立传统网络与 Neutron网络的一一对应关系，然后介绍了深入讲解 Neutron一些重要特性背后的网络背景知识，以及它在 Neutron中是如何实现的。本文还对大规模高性能网络调优的一些经验与看法，目的是让读者昀终从本质上把握云计算时代的网络，知道如何去获取与此相关的知识。本书强调系统性和理论指导实践的前瞻性，很多网络原理会用简单有效的小试验来证明，而 Neutron背后的原理和它恰好是一模一样的，这便于读者的深入理解。本书适合 OpenStack爱好者和有一定基础的技术工程师以及想要深入理解 OpenStack Neutron的架构师使用。

国内首本OpenStack网络技术方面的专著，云计算网络正在发展中，是当前热点，作为前沿技术类图书我认为能在半年内有5000册的已经非常可观。
本书是国内首次全面介绍Neutron网络技术方面的专著，是三位OpenStack Contributor这些年来对OpenStack网络技术的长期积累与心得总结，目前这方面的图书非常少，三位作者对他们在百忙的开发工作中的无私奉献致以敬意。
三位作者经过多次商定确定下本书的题纲，中间经过多次改进，成为现在这个样子，有很多内容在初版中写出来，后来删掉了，比如，有关OpenStack操作系统方面的内容，我感觉很不错，但作者们认为不成熟，怕误人子弟，决定去掉了，以便于在成熟时再找机会出版。这种对读者认真负责的态度让人感动。
如果你想学习OpenStack网络技术，这是一本很有价值的著作，你不仅可以从书中获得有关Neutron的很多精华知识，还有作者们首次披露的研究成果，以及帮助你成长为高手的一些途径，书中内容都是干货，就一种正在发展中的技术而言，这一点很难得。