1.2 Neutron的特性与应用

从Nova-Network起步，经过Quantum，再跨入新时代以后，经过几年的积累，Neutron在网络的各个方面都取得了长足的发展。当前Neutron支持的特性，如表1-2所示：

Neutron支持的这些特性，涵盖了2～7层的各种服务。除了基本的、必须支持的二层、三层服务，Neutron在4～7层支持的服务有：LBaaS（负载均衡即服务）、FWaaS（防火墙即服务）、VPNaaS（VPN即服务）、Metering（网络计量服务）、DNSaaS（DNS即服务）等。Neutron在大规模高性能层面，还支持L2pop、DVR、VRRP等特性。

Neutron的应用分为两大类：基于OpenStack的应用、基于SDN的应用。前者是在云的场景下，与OpenStack其他部件一起配合，为用户提供云服务。后者是在SDN场景下，与SDN Controller一起配合，为用户提供网络服务。

1.2.1 基于OpenStack的应用

基于OpenStack的应用，就是原生的云应用，Neutron作为OpenStack中的网络部件，为用户提供网络服务。

早期的Nova-Network时代，Neutron所支持的网络模型还比较简单，仅仅是单一的网络平面（或者是Flat，或者是VLAN），而且没有租户隔离，如图1-3所示：

图1-3中，共享网络那个方框是Neutron的管理范围，它所表达的意思是：租户可以创建许多虚拟机，但是这些虚拟机只能连接到一个网络上。不同的租户共享一个网络，而且这个网络要么是VLAN网络，要么是Flat网络，只能是单一的网络类型。虽然Neutron在当时能够支持两种网络类型，但是在同一时刻，只能选择一种（虽然也没什么好选的）。另外，Neutron还不支持路由器，它必须借助外部路由器（图1-3中的Physical Router）才能有三层路由功能，这也意味着，不同租户的VM也必须在同一个网段，而且IP地址也不能重叠。

笔者当初第一眼看到这个图的时候，内心是崩溃的。不是因为它简单，而是因为它太简单。如果我们以物理世界的交换机、路由器来组网的话，单一平面网络就相当于图1-4所示的组网图：

单一平面网络，名字取得这么清新脱俗，不过是实现了一个低端交换机而已。人生若只如初见，何事秋风悲画扇。说句心里话，如果网络技术真的这么简单倒挺好，大家也不用费那么大力气去学习了。

世界是复杂的，网络也是复杂的，Neutron也在慢慢成长，变成了今天的模样——支持多平面租户私有网络，如图1-5所示：

图1-5所表达的网络特征，总结如表1-3所示：

可以看到，Neutron从当初的低端交换机已经发展成为支持各种协议，融合交换机、路由器为一体的，支持多租户隔离的综合解决方案。

有一点需要澄清一下，图1-5中的网络（比如租户A的私有网络）具体指的是什么？图1-4用了一个交换机做比方，虽然很痛快地说明了当初Nova-Network时代功能的不足，但是容易让人产生误解，以为Neutron当前的网络也不过是一个交换机而已，只是高端一点罢了。其实不然，无论是当初的Nova-Network时代，还是当今的Neutron时代，网络从具体实现来说，都不仅仅是一个交换机，而是一群交换机。

从模型角度来说，网络指的是Neutron的资源模型，是一个逻辑概念。从实现来说，网络指的是一群交换机，如图1-6所示：

图1-6中，VM1、VM2、VM3分属3个Host，组成一个网络。从实现角度来说，这个网络指的就是3个Host中的3个虚拟交换机。

Neutron基于OpenStack的应用，网络的实现一般都是Host内的虚拟交换机。在SDN场景下，网络的实现很多选用厂商的硬件交换机（和路由器）。

1.2.2 基于SDN的应用

一千个人的心中，就有一千个SDN。本文所说的SDN，指的是传统老牌设备厂商推出的SDN方案，如图1-7所示：

图1-7所描述的应用场景，可以说是SDN浪潮大背景下的运营商与传统老牌设备商心照不宣各取所需的“创新”方案。运营商一直以来都被各个设备厂商提供的形态各异、纷繁复杂的管理接口所深深“伤害”，一直期望能有一个统一的接口。随着OpenStack的发展，Neutron接口成为不少运营商的一个选择。当然，在SDN浪潮之下，仅仅选择Neutron接口是不够的，必须得沾上SDN的仙气。于是图1-7中的SDN控制器的存在就成为一种必然。这正好也中了设备商的下怀。1.2.1节提到，基于OpenStack的Neutron应用，其选择的基本是Host内的虚拟交换机、路由器，这是传统老牌设备商所不能接受的——如果都选择了虚拟设备，那自家生产的交换机、路由器卖给谁去？于是设备商就与运营商一拍即合，推出了自家的“SDN控制器+硬件设备（交换机、路由器）”综合解决方案，并将SDN控制器挂接在Neutron的下面，对外以Neutron的统一接口和SDN的面貌出现，其实醉翁之意不在酒，在乎销售自己的硬件设备也。

客观地说，设备商以这样的方案推销自己的硬件设备，除了在商言商无可指责以外，从技术角度而言，其实也是一个比较正确的选择，毕竟当前的虚拟交换机、路由器，其性能还是不能跟硬件设备相比，在很多场景下还是有点力不从心。

下面我们就以开源组织OPEN-O的一个用例为例来直观感受一下，如图1-8所示：

图1-8描述的是一个Enterprise 2 DC的场景，图左边的组网及“其他SDN控制器”与本文主题无关，我们先忽略。图右边是一个DC（数据中心）, OPEN-O向下看到的是Neutron接口，而DC SDN控制器挂接在Neutron之下，对DC中的硬件设备（GW、TOR）进行配置管理。

业界基于SDN的Neutron的应用案例还有很多，限于篇幅原因，这里就不一一列举。不过所有的案例、所有的解决方案，它们都有一个共同的特点：所有的SDN控制器都是挂接在Neutron之下的。这不仅因为业界期望Neutron能够成为统一的北向接口，也是源于Neutron的可扩展能力。