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觉得OpenStack的网络复杂？其实你家里就有同样一个网络（1）
勿忘初心2018-11-08 13:51此文已由作者刘超授权网易云社区发布。
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当你想了解OpenStack的Neutron网络，打开下面这张图的时候，心里一定是崩溃的，看起来这些模块连在一起很复杂，但其实和你家里的网络很像，看不出来？看我来慢慢解析。
其实这个网络的样子更像是我上大学的时候的寝室里面的网络。
作为一个已到中年的80后，在两千年初上大学的时候，当时家用路由器的价格还很高，所以我们寝室买不起家用路由器，只好买一个hub，将整个寝室的四台电脑连接起来，整个寝室只有一个对外网口，于是寝室长的电脑需要买两张网卡(当时买另外一张网卡是需要整个寝室分摊钱的)，一张连接外网网口，一张连接Hub，其实是充当路由器的作用，其他的室友的网线都插到Hub上，任何一个人要上外网，必须把寝室长的电脑打开才可以。
整个寝室的网络拓扑结构如下：
如果是现在家里有路由器的，拓扑架构如下：
家里的路由器一般都会有DHCP功能，家里的设备只要连接到路由器，就会自动被分配一个IP地址，家里的路由器会有一个内网IP地址192.168.1.1，
家里的电脑的网关一般就设置为这个地址，当家里的电脑上网的时候，也是通过路由器，从公网口出去到互联网上访问。
接下来，我们将整个寝室放在一台物理机里面，虚拟机是你的电脑，路由器和DHCP Server相当于家用路由器或者寝室长的电脑，外网网口访问互联网，所有的电脑都通过内网网口连接到一个Hub上，名为br-int，虚拟机要想访问互联网，需要通过Hub br-int连到路由器上，然后通过路由器将请求转发到公网。
接下来的事情就惨了，你和你的寝室长闹矛盾了，你们要分开宿舍住，分成两个宿舍，对应上面的图，路由器和VM分在两台物理机上，这下把一个完整的br-int一刀两断，一半放在寝室长宿舍，一半放在你的宿舍。
可是只有你的寝室长有公网口可以上网，于是你偷偷的在两个宿舍中间打了一个隧道，用网线通过隧道将两个宿舍的两个br-int连接起来，让你的电脑和你寝室长的电脑感觉上，还是连到同一个br-int上，其实中间通过你的隧道中的网线做了转发。
为什么要多一个br-tun这个虚拟交换机呢？主要通过br-int这一层将虚拟机之间的互联和主机之间的互联分成两层来设计，tun的意思就是tunnel，就是隧道，隧道可以各种挖法，GRE，VXLAN都可以。
如果两个寝室之间的互联是通过VLAN，则结构如下：
这两个加起来，是不是最上面的那张图了。
接下来我们详细解读各个部分：
一、tap/tun设备
将guest system的网络和host system的网络连在一起
Tun/tap驱动程序中包含两个部分，一部分是字符设备驱动，还有一部分是网卡驱动部分
二、Openvswitch的基本概念
br-int & br-tun由Openvswitch实现
Openvswitch是一个virutal switch， 支持Open Flow协议，当然也有一些硬件Switch也支持Open Flow协议，他们都可以被统一的Controller管理，从而实现物理机和虚拟机的网络联通。
Openvswitch创建出来的虚拟交换机会保存很多Flow Table包含许多entry，每个entry是对packet进行处理的规则
Match Field涵盖TCP/IP协议各层：
Layer 1 – Tunnel ID, In Port, QoS priority, skb mark
Layer 2 – MAC address, VLAN ID, Ethernet type
Layer 3 – IPv4/IPv6 fields, ARP
Layer 4 – TCP/UDP, ICMP, ND
Action也主要包含下面的操作：
Output to port (port range, flood, mirror)
Discard, Resubmit to table x
Packet Mangling (Push/Pop VLAN header, TOS, ...)
Send to controller, Learn
这些Flow Table可以通过OpenFlow协议进行增删查改。
这些FlowTable里面的规则执行顺序安装Table的优先级来，高优先级的先执行，低优先级的后执行，执行过程中可任意修改网络包的内容，修改完毕后，可以扔给另一个Table，也可以直接output从一个虚拟口将包发出来。
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