OpenStack の Quantum + Linux Bridge でVLAN構成を試してみた

# 概要
　OpenStack(Folsom) において、Quantum と Linux Bridge を使って "tenant_network_type = vlan" の構成を組むと、各ノードにどのような形で仮想インタフェースやブリッジが構成されるのか知りたかったので、調査しました。

　仮想インスタンス群で、下記のような論理構成を組む意図で、

* 3つのVLANを用意する。
  * そのうち、仮想インスタンス用には2つを使用する。
  * 1つは、OpenStackの管理ネットワークとして使用する。
* 上記のVLANは一つの物理インタフェースに共存する。
  * 実際には、インタフェースを物理的に分けるのが好ましいが、試験環境の都合のため。

という前提で、L3 Agent を除いた構成を確認しました。

![論理構成](https://raw.github.com/mdoi/qiita_image/master/images/openstack-lb/1.png)

# 詳細
　仮に上図のVLAN-Xを VLAN-ID:50、VLAN-Yを VLAN-ID:40、OpenStackの管理用ネットワークをVLAN-ID:30とします。
　Network Node では、

* Quantum の Linux Bridge Agent
* Quantum Server
* DHCP Agent

を動作させます。

　Compute Node では、

* Nova Compute
* Quantum の Linux Bridge Agent

を動作させます。
## 1.初期状態
### Network Node
![Netowrk Node:初期状態](https://raw.github.com/mdoi/qiita_image/master/images/openstack-lb/2.png)

### Compute Node
![Compute Node:初期状態](https://raw.github.com/mdoi/qiita_image/master/images/openstack-lb/3.png)

## 2.片方のネットワーク(VLAN:40)のみに繋ぐ仮想インスタンスを作成
　1.の状態で、VLAN:40のネットワークを紐付けたインスタンスの作成指示を発行すると、下記のように変化します。
### Network Node
　quantum-plugin-linuxbridge-agent によって、以下の作業が実施されます。

* VLAN-ID:40 につなぐためのインタフェース eth0.40 を作成する。
* VLAN-ID:40 をadd port したブリッジ brq* を作成する。

　DHCP Agent によって、以下の作業が実施される。

* veth として tap* <-> ns* を作成し、tap* を VLAN-ID:40 のブリッジに add port する。
* ns* に対して、VLAN-ID:40 用のネットワークの設定を与えた dnsmasq を起動する。

![Netowrk Node:SingleNic インスタンス作成後](https://raw.github.com/mdoi/qiita_image/master/images/openstack-lb/4.png)

### Compute Node
　quantum-plugin-linuxbridge-agent によって、以下の作業が実施されます。

* VLAN-ID:40 につなぐためのインタフェース eth0.40 を作成する。
* VLAN-ID:40 をadd port したブリッジ brq* を作成する。
* インスタンスのNICをVLAN-ID:40のブリッジに紐付けるための tap デバイス tap* を作成して、brq に add port する。

nova-compute によって、以下の作業が実施されます。

* 上記の tap* に紐付けた VM を起動する。

これにより、VM が VLAN-ID:40 に所属し、dnsmasq の提供する DHCP サーバから、IPアドレスを取得します。


![Compute Node:SingleNic インスタンス作成後](https://raw.github.com/mdoi/qiita_image/master/images/openstack-lb/5.png)

## 3.両方のネットワーク(VLAN:40, 50)に繋ぐMultiNic仮想インスタンスを作成
2.の状態で、VLAN-ID:40 と VLAN-ID:50 を紐付けたインスタンスの作成指示を発行すると、下記のように変化します。

### Network Node
　quantum-plugin-linuxbridge-agent によって、以下の作業が実施される。

* VLAN-ID:40 につなぐためのインタフェース eth0.40 は、既に存在するので、何もしない。
* VLAN-ID:50 につなぐためのインタフェース eth0.50 を作成する。
* eth0.40 を add port したブリッジ brq* は、既に存在するので、何もしない。
* eth0.50 を add port したブリッジ brq* を作成する。

　DHCP Agent によって、以下の作業が実施される。

* VLAN-ID:40 用の dnsmasq は、既に構成されているので、何もしない。
* veth として tap* <-> ns* を作成し、tap* を VLAN-ID:50 のブリッジに add port する。
* ns* に対して、VLAN-ID:50 用のネットワークの設定を与えた dnsmasq を起動する。 

![Netowrk Node:MultiNic インスタンス作成後](https://raw.github.com/mdoi/qiita_image/master/images/openstack-lb/6.png)

### Compute Node
　quantum-plugin-linuxbridge-agent によって、以下の作業が実施される。

* VLAN-ID:40 につなぐためのインタフェース eth0.40 は、既に存在するので、何もしない。
* VLAN-ID:50 につなぐためのインタフェース eth0.50 を作成する。
* eth0.40 を add port したブリッジ brq* は、既に存在するので、何もしない。
* eth0.50 を add port したブリッジ brq* を作成する。
* インスタンスの NIC を VLAN-ID:40 のブリッジに紐付けるための tap デバイス tap* を作成して、brq に add port する。
* インスタンスの NIC を VLAN-ID:50 のブリッジに紐付けるための tap デバイス tap* を作成して、brq に add port する。

![Compute Node:MultiNic インスタンス作成後](https://raw.github.com/mdoi/qiita_image/master/images/openstack-lb/7.png)

このようにして、仮想インスタンス間で始めに示したような論理ネットワークを構成できます。

Quantum の実装を見たわけでは無く、設定されていく様子を段階的に見てまとめたので、嘘を書いている恐れがあります。ツッコミ大歓迎です。