1.基于openstack网络模式的码分vlan分析
2.辐射剂量辐射防护实验软件
3.Mellanox ConnectX-6-dx智能网卡 openvswitch 流表卸载源码分析

基于openstack网络模式的vlan分析

       OpenStack是一个美国国家航空航天局和Rackspace合作研发的，以Apache许可证授权，码分并且是码分一个自由软件和开放源代码项目。、码分

       OpenStack是码分一个旨在为公共及私有云的建设与管理提供软件的开源项目。它的码分cdn 自建源码社区拥有超过家企业及位开发者，这些机构与个人都将OpenStack作为基础设施即服务（简称IaaS）资源的码分通用前端。OpenStack项目的码分首要任务是简化云的部署过程并为其带来良好的可扩展性。本文希望通过提供必要的码分指导信息，帮助大家利用OpenStack前端来设置及管理自己的码分公共云或私有云。

openstack neutron中定义了四种网络模式：

       # tenant_network_type = local

       # tenant_network_type = vlan

       # Example: tenant_network_type = gre

       # Example: tenant_network_type = vxlan

       本文主要以vlan为例，码分并结合local来详细的码分分析下openstack的网络模式。

1. local模式

       此模式主要用来做测试，码分只能做单节点的码分地产经纪人源码部署(all-in-one)，这是码分因为此网络模式下流量并不能通过真实的物理网卡流出，即neutron的integration bridge并没有与真实的物理网卡做mapping，只能保证同一主机上的vm是连通的，具体参见RDO和neutron的配置文件。

(1)RDO配置文件(answer.conf)

       主要看下面红色的配置项，默认为空。

       复制代码

       代码如下:

       CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS

       openswitch默认的网桥的映射到哪，即br-int映射到哪。 正式由于br-int没有映射到任何bridge或interface，所以只能br-int上的虚拟机之间是连通的。

       复制代码

       代码如下:

       CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_IFACES

       流量最后从哪块物理网卡流出配置项

       复制代码

       代码如下:

       # Type of network to allocate for tenant networks (eg. vlan, local,

           # gre)

           CONFIG_NEUTRON_OVS_TENANT_NETWORK_TYPE=local

           # A comma separated list of VLAN ranges for the Neutron openvswitch

           # plugin (eg. physnet1:1:,physnet2,physnet3::)

           CONFIG_NEUTRON_OVS_VLAN_RANGES=

           # A comma separated list of bridge mappings for the Neutron

           # openvswitch plugin (eg. physnet1:br-eth1,physnet2:br-eth2,physnet3

           # :br-eth3)

           CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS=

           # A comma separated list of colon-separated OVS bridge:interface

           # pairs. The interface will be added to the associated bridge.

           CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_IFACES=

       (2)neutron配置文件(/etc/neutron/plugins/openvswitch/ovs_neutron_plugin.ini)

       复制代码

       代码如下:

       [ovs]

           # (StrOpt) Type of network to allocate for tenant networks. The

           # default value 'local' is useful only for single-box testing and

           # provides no connectivity between hosts. You MUST either change this

           # to 'vlan' and configure network_vlan_ranges below or change this to

           # 'gre' or 'vxlan' and configure tunnel_id_ranges below in order for

           # tenant networks to provide connectivity between hosts. Set to 'none'

           # to disable creation of tenant networks.

           #

           tenant_network_type = local

       RDO会根据answer.conf中local的配置将neutron中open vswitch配置文件中配置为local

2. vlan模式

       大家对vlan可能比较熟悉，就不再赘述，直接看RDO和neutron的资金盘互助盘源码配置文件。

(1)RDO配置文件

       复制代码

       代码如下:

       # Type of network to allocate for tenant networks (eg. vlan, local,

           # gre)

           CONFIG_NEUTRON_OVS_TENANT_NETWORK_TYPE=vlan //指定网络模式为vlan

           # A comma separated list of VLAN ranges for the Neutron openvswitch

           # plugin (eg. physnet1:1:,physnet2,physnet3::)

           CONFIG_NEUTRON_OVS_VLAN_RANGES=physnet1:: //设置vlan ID value为~

           # A comma separated list of bridge mappings for the Neutron

           # openvswitch plugin (eg. physnet1:br-eth1,physnet2:br-eth2,physnet3

           # :br-eth3)

           CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS=physnet1:br-eth1 //设置将br-int映射到桥br-eth1(会自动创建phy-br-eth1和int-br-eth1来连接br-int和br-eth1)

           # A comma separated list of colon-separated OVS bridge:interface

           # pairs. The interface will be added to the associated bridge.

       CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_IFACES=br-eth1:eth1 //设置eth0桥接到br-eth1上，即最后的网络流量从eth1流出 (会自动执行ovs-vsctl add br-eth1 eth1)

       此配置描述的网桥与网桥之间，网桥与网卡之间的映射和连接关系具体可结合 《图1 vlan模式下计算节点的网络设备拓扑结构图》和 《图2 vlan模式下网络节点的网络设备拓扑结构图 》来理解。

       思考：很多同学可能会碰到一场景：物理机只有一块网卡，或有两块网卡但只有一块网卡连接有网线

       此时，可以做如下配置

(2)单网卡：

       CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS=physnet1:br-eth0 //设置将br-int映射到桥br-eth

       复制代码

       代码如下:

       # A comma separated list of colon-separated OVS bridge:interface

           # pairs. The interface will be added to the associated bridge

           CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_IFACES= //配置为空

       这个配置的含义是将br-int映射到br-eth0，但是br-eth0并没有与真正的物理网卡绑定，这就需要你事先在所有的计算节点(或网络节点)上事先创建好br-eth0桥，并将eth0添加到br-eth0上，然后在br-eth0上配置好ip，那么RDO在安装的时候，只要建立好br-int与br-eth0之间的连接，整个网络就通了。通达信自带源码

       此时如果网络节点也是单网卡的话，可能就不能使用float ip的功能了。

       (3)双网卡，单网线

       复制代码

       代码如下:

       CONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_MAPPINGS=physnet1:br-eth1 //设置将br-int映射到桥br-eth1

           /pp# A comma separated list of colon-separated OVS bridge:interface

           /pp# pairs. The interface will be added to the associated bridge.

           /ppCONFIG_NEUTRON_OVS_BRIDGE_IFACES=eth1 //配置为空

       还是默认都配置到eth1上，然后通过iptables将eth1的流量forward到eth0(没有试验过，不确定是否可行)

3. vlan网络模式详解

           图1 vlan模式下计算节点的网络设备拓扑结构图

       首先来分析下vlan网络模式下，计算节点上虚拟网络设备的拓扑结构。

(1)qbrXXX 等设备

       前面已经讲过，主要是因为不能再tap设备vnet0上配置network ACL rules而增加的

(2)qvbXXX/qvoXXX等设备

       这是一对veth pair devices，用来连接bridge device和switch，从名字猜测下：q-quantum, v-veth, b-bridge, o-open vswitch(quantum年代的遗留)。

(3) int-br-eth1和phy-br-eth1

       这也是一对veth pair devices，用来连接br-int和br-eth1,快递查询源码搭建教程 另外，vlan ID的转化也是在这执行的，比如从int-br-eth1进来的packets，其vlan id=会被转化成1，同理，从phy-br-eth1出去的packets，其vlan id会从1转化成

(4)br-eth1和eth1

       packets要想进入physical network最后还得到真正的物理网卡eth1，所以add eth1 to br-eth1上，整个链路才完全打通

           图2 vlan模式下网络节点的网络设备拓扑结构图

       网络节点与计算节点相比，就是多了external network，L3 agent和dhcp agent。

(1)network namespace

       每个L3 router对应一个private network，但是怎么保证每个private的ip address可以overlapping而又不相互影响呢，这就利用了linux kernel的network namespace

       (2)qr-YYY和qg-VVV等设备 (q-quantum, r-router, g-gateway)

       qr-YYY获得了一个internal的ip，qg-VVV是一个external的ip，通过iptables rules进行NAT映射。

       思考：phy-br-ex和int-br-ex是干啥的?

       坚持"所有packets必须经过物理的线路才能通"的思想，虽然 qr-YYY和qg-VVV之间建立的NAT的映射，归根到底还得通过一条物理链路，那么phy-br-ex和int-br-ex就建立了这条物理链路。

辐射剂量辐射防护实验软件

       MCNP，全称为Monte Carlo Neutron and Photo Transport Code，是由美国洛斯阿拉莫斯国家实验室开发的一款通用模拟软件，专用于研究中子、光子在物质中的传输过程。早期版本主要关注中子和光子的模拟，但随着MCNP4A的更新，它引入了ETRAN模块，开始处理电子的传输效应。

       另一种重要的辐射防护模拟工具是Geant4，这是一个开源的蒙特卡罗应用软件套件，它的主要优点在于其源代码对用户完全开放。与商业软件如MCNP和EGS相比，Geant4为用户提供了更大的灵活性，用户可以根据自己的需求对程序进行定制和扩展，以实现更精确的粒子在介质中的传输模拟。

       这两款软件在辐射剂量和防护实验中扮演着关键角色，它们的先进功能和可定制特性使得科学家和研究人员能够深入理解和预测辐射行为，从而进行有效的防护和安全评估。

Mellanox ConnectX-6-dx智能网卡 openvswitch 流表卸载源码分析

       Mellanox ConnectX-6-dx智能网卡凭借其流表卸载功能，能够无缝融入当前服务器ovs的部署环境。然而，DPU bluefield 2的引入促使ovs需要从服务器迁移至DPU，这无疑对上层neutron架构带来了显著的改造挑战。

       在OFED的Linux InfiniBand Drivers版本中，openvswitch采用2..2版本，配合dpdk的.版本，智能网卡的流表卸载主要分为两种途径：netdev_offload_dpdk，通过用户态驱动卸载，和netdev_offload_tc，通过内核态驱动卸载，后者依赖于tc-flow内核模块。

       ovs-dpdk的netdev_offload_dpdk采用异步方式，由offload_main线程配合工作队列执行，以避免阻塞包转发线程。在rdma-core中，Mellanox网卡的用户态驱动被集成，因为rdma技术要求用户态操作，以绕过内核TCP/IP协议栈，除非使用iWARP。

       相比之下，早期的网卡依赖rdma-core封装的用户态驱动，通过ioctl或netlink接口调用内核驱动进行硬件操作。而netdev_offload_tc则通过tc-flow模块实现内核卸载。

       ovs revalidator线程在流程中扮演重要角色，它负责更新卸载流表的统计信息，并在必要时异步删除超时流。对于硬件寄存器中的流表统计，revalidator线程会定时查询，确保信息的实时性。