Why Namespace? - 天天5分钟玩转 OpenStack（102）

上一节咱们讨论了 Neutron 将虚拟 router 放置到 namespace 中实现了不一样 subnet 之间的路由。
今天探讨为何要用 namespace 封装 router？

回顾一下前面的网络逻辑结构图：

咱们须要讨论一个深层次的问题： 为何不直接在 tape17162c5-00 和 tapd568ba1a-74 上配置 Gateway IP，而是引入一个 namespace，在 namespace 里面配置 Gateway IP 呢？

首先考虑另一个问题： 若是不用 namespace，直接 Gareway IP 配置到 tape17162c5-00 和 tapd568ba1a-74 上，能不能连通 subnet_172_16_100_0 和 subnet_172_16_101_0 呢？

答案是能够的，只要控制节点上配置了相似下面的路由。

Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
172.16.100.0    *               255.255.255.0   U     0      0        0 tapd568ba1a-74
172.16.101.0    *               255.255.255.0   U     0      0        0 tape17162c5-00

既然不须要 namespace 也能够路由，为何还要加一层 namespace 增长复杂性呢？ 其根本缘由是：为了支持网络重叠。

云环境下，租户能够按照本身的规划建立网络，不一样租户的网络是可能重叠的。 将路由功能放到 namespace 中，就能隔离不一样租户的网络，从而支持网络重叠。

下面经过例子进一步解释。

Tenant A  vlan100 subnet A-1: 10.10.1.0/24    {"start": "10.10.1.1", "end": "10.10.1.254"}
Tenant A  vlan101 subnet A-2: 10.10.2.0/24    {"start": "10.10.2.1", "end": "10.10.2.254"}

Tenant B  vlan102 subnet B-1: 10.10.1.0/24    {"start": "10.10.1.1", "end": "10.10.1.254"}
Tenant B  vlan103 subnet B-2: 10.10.2.0/24    {"start": "10.10.2.1", "end": "10.10.2.254"}

A，B 两个租户定义了彻底相同的两个 subnet，网络彻底重叠。

不使用 namespace 的场景

若是不使用 namespace，网络结构以下：

其特征是网关 IP 配置在 TAP interface 上。 由于没有 namespace 隔离，router_100_101 和 router_102_103 的路由条目都只能记录到控制节点操做系统（root namespace）的路由表中，内容以下：

Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface  
10.10.1.0                 *               255.255.255.0   U     0      0        0     tap1  
10.10.2.0                 *               255.255.255.0   U     0      0        0     tap2  
10.10.1.0                 *               255.255.255.0   U     0      0        0     tap3  
10.10.2.0                 *               255.255.255.0   U     0      0        0     tap4

这样的路由表是没法工做的。 按照路由表优先匹配原则，Tenant B 的数据包老是错误地被 Tenant A 的 router 路由。 例如 vlan102 上有数据包要发到 vlan103。 选择路由时，会匹配路由表的第二个条目，结果数据被错误地发到了 vlan101。

使用 namespace 的场景

若是使用 namespace，网络结构以下：

其特征是网关 IP 配置在 namespace 中的 veth interface 上。 每一个 namespace 拥有本身的路由表。

router_100_101 的路由表内容以下：

Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
10.10.1.0                 *               255.255.255.0   U     0      0        0     qr-1
10.10.2.0                 *               255.255.255.0   U     0      0        0     qr-2

router_102_103 的路由表内容以下：

Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
10.10.1.0                 *               255.255.255.0   U     0      0        0     qr-3
10.10.2.0                 *               255.255.255.0   U     0      0        0     qr-4

这样的路由表是能够工做的。

例如 vlan102 上有数据包要发到 vlan103。 选择路由时，会查看 router_102_103 的路由表, 匹配第二个条目，数据经过 qr-4 被正确地发送到 vlan103。

一样当 vlan100 上有数据包要发到 vlan101时，会匹配 router_100_101 路由表的第二个条目，数据经过 qr-2 被正确地发送到 vlan101。

可见，namespace 使得每一个 router 有本身的路由表，并且不会与其余 router 冲突，因此能很好地支持网络重叠。

好了，目前咱们已经搞清楚了 Neutron 内部 subnet 之间是如何通讯的了。
下一节咱们将学习 OpenStack 内部网络如何与外部网络通讯。