Tungsten Fabric入门宝典丨TF组件的七种“武器”



  • 作者:Tatsuya Naganawa 译者:TF编译组

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    Tungsten Fabric中有很多不同的组件。接下来我简要描述它们的用法。

    概览

    总体而言,Tungsten Fabric中包含7种角色和(多达)30个微服务,其中角色部分如下:

    • vRouter
    • control
    • config
    • config-database
    • analytics(从TF 5.1开始,可被进一步分为analytics、analytics-snmp和analytics-alarm)
    • analytics-database
    • webui

    尽管组件很多,但在简单的用例中,只需要4种角色:vRouter,control,config,config-database。当然在大多数情况下,webui也是需要的。

    如果你只对Tungsten Fabric的控制平面/数据平面部分感兴趣,也可以省略analytics。只是在这种情况下,某些功能(如v1服务链,haproxy负载均衡器及k8s ingress,SNAT等)将无法正常工作。

    control, vRouter

    Control和vRouter构成了Tungsten Fabric的控制平面和数据平面,因此可以说,这是Tungsten Fabric系统最重要的部分。

    由于control和vRouter都在内部使用MPLS-VPN,因此我建议至少在深入研究它们的细节之前,先略读一下这些材料:

    由于大多数高级功能都在control当中,而vRouter是MPLS所固有的,因此这些资料将有助于弄清它们正在尝试做些什么。

    由于control和vrouter-agent都在内部使用VPNV4 BGP,因此vRouter及其内部VRF将根据extended community属性(也称为路由目标route-target)装载所需的前缀。因此,在vRouter上创建容器或虚拟机时,它可以将VPNV4路由的信号发送给control,并将所有路由映射到其它的vRouter,从而数据平面可以知道自动将报文发送到何处。

    有趣的是,vRouter的虚拟网络可能具有多个默认网关,并且具有相同的IP和相同的MAC!(用Junos的术语来说,与virtual-gateway-address的行为类似。)

    由于不需要VRRP来为每个虚拟网络提供默认网关,因此它消除了瓶颈,并使一切变得完全分布式。

    vRouter还可以为某些功能(例如基于状态的防火墙、NAT、基于流的ECMP等)进行基于流的处理。这是一个重要的区别,因为这种行为会引入一些调整点,例如每秒的连接数和最大流数。(在基于包的系统中,PPS(每秒数据包)和吞吐量(以及某些情况下的延迟)是关键。)如果这些参数对你的系统非常重要,也许你还需要检查这些参数。

    注意:可以选择在“ports”配置中使用“packet-mode”参数禁用此行为。

    config

    Config同样包含几个组件。Config-api为Tungsten Fabric的配置提供了一个API端点,该端点使用了许多组件,例如control、analytics等。

    vRouter不会直接使用它,因为只有需要的数据才会(通过XMPP)由control传递。

    其中,schema-transformer和svc-monitor这两个进程做的事情都很重要,所以让我对其进行详细描述。

    schema-transformer

    这个进程将logical-router、network-policy、service-chain等一些抽象的config参数转换为L3 VPN的语言。它是Tungsten Fabric的核心组件之一,完成了MPLS-VPN不能简单解释的大部分工作。

    例如,logical-router在内部创建一个新的route-target ID,该ID将具有虚拟网络的所有前缀。因此,如果将虚拟网络连接到logical-router,它将接收logical-router所具有的所有路由。该行为在内部使用MPLS-VPN,但route-target配置由schema-transformer控制。

    因此,配置以下面的方式传送到数据平面:

    edit config -> (rabbitmq) -> schema-transformer, which creates new route-target -> (internally edit config) -> (rabbitmq) -> control -> (xmpp) -> vrouter-agent -> (netlink) -> vrouter.ko
    

    Schema-transformer还负责与服务链(service-chain)相关的所有事情。我不会深入研究服务链的所有细节,因为这并没有简单的DC用例(即使AWS VPC当前也不提供类似的服务)。尽管,从内心来说,这是对VRF收到的所有前缀的有趣处理,并且我个人认为值得一读。

    注意:你可以在书中获得所有详细信息。https://mplsinthesdnera.net/

    svc-monitor

    这个进程提供了一些服务,这些服务必须在内部使用外部进程,例如haproxy负载均衡器,基于nova API的v1服务链实例,用于SNAT的iptables MASQUERADE等。

    在内部,vrouter-agent具有一些逻辑来启动haproxy或设置iptables MASQUERADE,当相关服务被定义的时候,svc-monitor将启动这些逻辑。

    Svc-monitor选择一些vRouter来创建这些服务,实例化一些网络功能并对这些元素进行流量处理。在使用analytics-api的输出(analytics/uves/vrouter)中选择一个,然后选点击“Functional”。

    尽管将来的版本可能会改变,但是目前这样的行为是Tungsten Fabric安装时需要analytics的原因之一。

    config-database

    Tungsten Fabric使用多个数据库。大部分数据都保存在Cassandra中,如果发生了更改,将通知RabbitMQ更改的内容以传递到其它组件,例如control、schema-transformer、svc-monitor等。

    ZooKeeper仅用于需要锁定以保持一致性的操作。例如,创建一个端口需要分配一个IP地址,其一致性由ZooKeeper来管理,因此IP地址分配始终是一对一的。

    nodemgr

    我认为到目前为止,大多数重要组件都已涵盖,因此我将介绍其它部分。首先来看一下nodemgr是什么。

    Nodemgr基本上是每个节点状态的源头,因此它检查使用情况、docker ps或CPU的使用情况,并发送analytics UVE NodeStatus。

    该值可能是contrail-status以及其它逻辑(例如analytics-alarm或svc-monitor)的来源,它们在选择vRouter时会检查此值是否为Functional。保持这些Functional的状态,对确保Tungsten Fabric正常运行非常重要。

    如果分配了不同的角色,则此组件的行为会有所不同。因此,它会以不同的行为安装在每个节点上。

    另外,它还会对每个节点进行第一次配置(provision),这意味着要通知config-api该IP已分配了xxx角色。因此,即使不需要analytics功能,该模块也必须存在,至少在第一次启动节点时。

    device-manager

    此过程用于配置physical-router(基于config-database中的对象)。

    在内部,它使用与schema-transformer和svc-monitor相同的逻辑,它们订阅RabbitMQ以查看config是否被更改,当发生更改时,AMQP客户端会启动一些逻辑:

    • 对于schema-transformer,它将更新更多config;
    • 对于svc-monitor,它将在vRouters中添加一些逻辑;
    • 对于device-manager,它将更新physical-router的配置。

    此行为由reaction_map控制,它定义了某些config对象上的某些更改会怎样传递到其它的配置上进行更改。

    例如,当更新bgp-router时,

    'bgp_router': {
               'self': ['bgp_router', 'physical_router'],
               'bgp_router': ['physical_router'],
               'physical_router': [],
              },
    

    基于“self”的定义,它将通过对原始bgp-router对象的引用,传递到bgp-router和physical-router。

    • 对于bgp-router,表示与原始bgp-router所对等(peer)的bgp-router对象

    之后,更新的bgp-router会将其传递到bgp-router对象所在的physical-router。

    'bgp_router': {
               (snip)
               'bgp_router': ['physical_router'],
               (snip)
              },
    

    由于从bgp-router传递事件时,physical-router不会更新任何内容,因此事件在那里停止,并且具有原始bgp-router的physical-router config以及对等(peer)的bgp-router将被更新。

    'physical_router': {
              (snip)
              'bgp_router': [],
              (snip)
    },
    

    当physical-router收到更新的事件时,它将从插件中调用push_conf函数,基于config-database中的对象创建路由config。

    要启用此功能,需要在/etc/contrail/common_config.env中配置此旋钮:DEVICE_MANAGER__DEFAULTS__push_mode = 0。

    以下链接描述了配置过程:
    https://www.juniper.net/documentation/en_US/contrail5.0/topics/concept/using-device-manager-netconf-contrail.html

    analytics

    Tungsten Fabric analytics具有很多功能,但大部分功能都是可选的,因此我会跳过大多数的组件。如果有兴趣,请查阅以下链接以获取SNMP、LLDP、警报等的信息:

    Analytics本身具有有趣的架构,其中涵盖了logs、flows和stats。

    • 据我所知,它们通常涉及不同的系统,例如用于logs/flows的EFK和用于stats的Prometheus。

    如果你需要一个工具,方便地使用所有系统,Tungsten Fabric analytics将是一个很好的选择。

    大多数重要的指标和分析服务都被标记为UVE(用户可见实体),并具有一个URL以提供JSON格式的数据。

    • http://(analytics-ip):8081/analytics/uves 提供了所有可提供的数值。

    如果你需要将Tungsten Fabric与其它监视系统集成在一起,那可能是一个很好的起点。

    analytics-database

    Analytics还使用了多个数据库,例如Redis、Cassandra、Kafka(在内部,它还使用ZooKeeper进行HA选件的部署)。

    如果仅使用analytics,则仅需要Redis数据库,即使在此设置中,大多数webui功能都是可用的。

    • 大多数可视化的功能都使用UVE,因此即使未安装Cassandra也是可用的。

    如果你需要webui的“Query”功能,则需要使用Cassandra,该功能可检索Cassndra数据库中的logs/flows或stats信息。

    Kafka用于将UVE传递到analytics-alarms,因此,如果要使用警报功能,Kafka是必要的。

    webui

    最后,我们来说说webui。基本上,这就只是一个简单的webui,用于查看组件的状态,并配置Tungsten Fabric的参数。

    它使用AJAX行为来更新一些需要对analytics-api进行长时间查询的图形(例如Monitor > Dashboard access),同时由webui-job进程涵盖了异步作业,这一点还挺有趣的。

    Tungsten Fabric入门宝典系列文章——

    1.首次启动和运行指南

    Tungsten Fabric 架构解析系列文章——

    第一篇:TF主要特点和用例
    第二篇:TF怎么运作
    第三篇:详解vRouter体系结构
    第四篇:TF的服务链
    第五篇:vRouter的部署选项
    第六篇:TF如何收集、分析、部署?
    第七篇:TF如何编排
    第八篇:TF支持API一览
    第九篇:TF如何连接到物理网络?
    第十篇:TF基于应用程序的安全策略


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