Tungsten Fabric入门宝典丨首次启动和运行指南-编程学习网

作者：Tatsuya Naganawa 译者：TF编译组

编者按:

这里有几个沟通的渠道，如果需要帮助，请尝试使用它们：

官网社区：https://tungsten.io/community/

中文官网：https://tungstenfabric.org.cn/

微信公众号：TF中文社区

两年来，我在Tungsten Fabric的旅程中学到了不少知识，接下来，我会用几篇文章来简要介绍一下。

1为什么要用Tungsten Fabric？

首先，让我们来看一个重要的问题，SDN/Neutron/CNI都有很多不错的实现案例，为什么还要再尝试另一个呢？据我所知，Tungsten Fabric具有两个关键的差异化特征，这使它变得如此与众不同。

I. 与ASIC的互操作性

尽管有很多技术使Linux软件成为生产路由器/交换机的理想选择，但ASIC仍然是这一行业的重要组成部分。为了与它们进行互操作，SDN平台需要使用路由协议，例如BGP或OVSDB。

许多服务提供商和云服务商使用VRF来终结和分离每个客户的网络连接，这使得路由器和SDN之间的连接变得很复杂。

通常，它们之间可以使用VLAN，但是SDN平台上的终结点可能会成为瓶颈
此外，每个SDN终结点（类似于OpenStack中的网络节点）需要为每个客户进行单独的配置，这使配置更加复杂

借助MP-BGP这个已经成熟实现的协议，Tungsten Fabric解决了上述问题，该协议允许路由器上的每个VRF将报文直接发送到vRouter，这些vRouter服务于每个客户的应用程序。此功能允许基于控制平面（而不是数据平面），对具有每个客户独立网络的计算节点进行水平扩展，并使其更加直观。

II. 可扩展性

由于报文是从路由器直接发送到vRouter的，因此不需要网络节点，这使得Tungsten Fabric在数据平面上具有更大的可扩展性。

另外，从控制平面的角度来看，Tungsten Fabric具有一个名为“路由目标过滤器（route target filtering）”（https://tools.ietf.org/html/rfc4684）的有意思的功能。

此功能在MP-BGP中很常见，其他路由器也具有这个功能
这个功能意味着，如果vRouter没有该路由目标（route target）的前缀，那么控制平面接收到它时会丢弃前缀

在云服务中，客户只使用云服务商的数据中心的有限功能，并且不同客户使用不同的路由目标，因此vRouter和控制器不需要知道所有前缀。路由目标过滤功能使这种行为成为可能，并大大减少了每个vRouter以及每个控制器（如果在它们之间使用RR的话）需要考虑的前缀数量，这使得该控制平面更具可扩展性。

对于私有云或托管云来说，将其与安全策略、网络策略/逻辑路由器（与AWS中的VPC peerling或transit-gateway类似）等其它功能结合在一起，这将是VPC基础架构（类似于AWS/Azure/GCP VPC/vnet）的一个不错的选择，并且使其成为一个非常值得一试的有趣平台。

2Tungsten Fabric，启动并运行

在第一次尝试使用Tungsten Fabric时，即使你已经熟悉其他CNI的部署，还是建议使用ansible-deployer（https://github.com/Juniper/contrail-ansible-deployer），因为Tungsten Fabric使用了很多种没有集成在Vanilla Linux中的工具。因此，建议首先尝试可以良好运行的设置，以查看新功能，然后再集成其它系统。

不幸的是，许多Tungsten Fabric的repos都与rawhide类似，并且在某些情况下已经失去了依赖性。

因此，我选择了一种组合，是我认为通常都能正常工作并且足够稳定，可以用来尝试大多数功能。

要尝试此操作，你需要两台服务器，一台用于K8s主服务器，另一台用于K8s节点。K8s主服务器需要至少有2个vCPU、8GB内存和8GB磁盘空间。K8s节点服务器需要1个vCPU、4GB内存和8GB磁盘空间。

我个人通常在AWS的ap-northeast-1区域中使用ami-3185744e（CentOS7.5, login-id: centos），t2.large的规格
由于在我看来，与Tungsten Fabric进行OpenStack和vCenter集成比使用Kubernetes进行集成要复杂得多，因此即使你不需要容器支持，我还是建议首先尝试此设置
安装过程，需要有互联网连接

##all the commands are typed at k8s master nodesudo yum -y remove PyYAML python-requestssudo yum -y install gitsudo easy_install pipsudo pip install PyYAML requests ansible==2.7.15ssh-keygencd .ssh/cat id_rsa.pub >> authorized_keysssh-copy-id root@(k8s node's ip) ## or manually register id_rsa.pub to authorized_keyscdgit clone -b R5.1 http://github.com/Juniper/contrail-ansible-deployercd contrail-ansible-deployervi config/instances.yaml(replace contents with this)provider_config:  bms:   ssh_user: root   ssh_public_key: /root/.ssh/id_rsa.pub   ssh_private_key: /root/.ssh/id_rsa   domainsuffix: local   ntpserver: 0.centos.pool.ntp.orginstances:  bms1:   provider: bms   roles:      config_database:      config:      control:      analytics:      analytics_database:      webui:      k8s_master:      kubemanager:   ip: 172.31.14.47 ## k8s master's ip  bms2:   provider: bms   roles:     vrouter:     k8s_node:   ip: 172.31.41.236 ## k8s node's ipcontrail_configuration:  CONTRAIL_CONTAINER_TAG: r5.1  KUBERNETES_CLUSTER_PROJECT: {}  JVM_EXTRA_OPTS: "-Xms128m -Xmx1g"global_configuration:  CONTAINER_REGISTRY: tungstenfabricansible-playbook -e orchestrator=kubernetes -i inventory/ playbooks/configure_instances.yml - it takes about 10 minutesansible-playbook -e orchestrator=kubernetes -i inventory/ playbooks/install_k8s.yml - it takes about 5 minutesansible-playbook -e orchestrator=kubernetes -i inventory/ playbooks/install_contrail.yml - it takes about 20 minutes

需要注意的一点是，使用受支持的内核版本是一项相当严格的要求，因为Tungsten Fabric将自己的内核模块（vrouter.ko）用于其数据平面。我尝试了CentOS7.5、7.6，Ubuntu Xenial，并发现它也运行良好（对于Ubuntu Bionic，需要进行一些修改），但如果是第一次尝试，我建议使用特定的AMI ID，因为由于不能正常工作而进行调试和排错不是一件容易的事。

如果所有“剧本”（playbooks）都运行良好，可以先输入内容，

contrail-status

它负责检查一切是否正常。

[root@ip-172-31-14-47 contrail-ansible-deployer]# contrail-status Pod              Service         Original Name                          State    Status                              redis           contrail-external-redis                running  Up 5 minutes       analytics        alarm-gen       contrail-analytics-alarm-gen           running  Up 2 minutes       analytics        api             contrail-analytics-api                 running  Up 2 minutes       analytics        collector       contrail-analytics-collector           running  Up 2 minutes       analytics        nodemgr         contrail-nodemgr                       running  Up 2 minutes       analytics        query-engine    contrail-analytics-query-engine        running  Up 2 minutes       analytics        snmp-collector  contrail-analytics-snmp-collector      running  Up 2 minutes       analytics        topology        contrail-analytics-topology            running  Up 2 minutes       config           api             contrail-controller-config-api         running  Up 4 minutes       config           device-manager  contrail-controller-config-devicemgr   running  Up 3 minutes       config           nodemgr         contrail-nodemgr                       running  Up 4 minutes       config           schema          contrail-controller-config-schema      running  Up 4 minutes       config           svc-monitor     contrail-controller-config-svcmonitor  running  Up 4 minutes       config-database  cassandra       contrail-external-cassandra            running  Up 4 minutes       config-database  nodemgr         contrail-nodemgr                       running  Up 4 minutes       config-database  rabbitmq        contrail-external-rabbitmq             running  Up 4 minutes       config-database  zookeeper       contrail-external-zookeeper            running  Up 4 minutes       control          control         contrail-controller-control-control    running  Up 3 minutes       control          dns             contrail-controller-control-dns        running  Up 3 minutes       control          named           contrail-controller-control-named      running  Up 3 minutes       control          nodemgr         contrail-nodemgr                       running  Up 3 minutes       database         cassandra       contrail-external-cassandra            running  Up 2 minutes       database         kafka           contrail-external-kafka                running  Up 2 minutes       database         nodemgr         contrail-nodemgr                       running  Up 2 minutes       database         zookeeper       contrail-external-zookeeper            running  Up 2 minutes       kubernetes       kube-manager    contrail-kubernetes-kube-manager       running  Up About a minute  webui            job             contrail-controller-webui-job          running  Up 3 minutes       webui            web             contrail-controller-webui-web          running  Up 3 minutes       WARNING: container with original name 'contrail-external-redis' have Pod or Service empty. Pod: '' / Service: 'redis'. Please pass NODE_TYPE with pod name to container's env== Contrail control ==control: activenodemgr: activenamed: activedns: active== Contrail config-database ==nodemgr: initializing (Disk for DB is too low. )zookeeper: activerabbitmq: activecassandra: active== Contrail kubernetes ==kube-manager: active== Contrail database ==kafka: activenodemgr: initializing (Disk for DB is too low. )zookeeper: activecassandra: active== Contrail analytics ==snmp-collector: activequery-engine: activeapi: activealarm-gen: activenodemgr: activecollector: activetopology: active== Contrail webui ==web: activejob: active== Contrail config ==svc-monitor: activenodemgr: activedevice-manager: activeapi: activeschema: active[root@ip-172-31-14-47 contrail-ansible-deployer]# [root@ip-172-31-41-236 ~]# contrail-status Pod      Service  Original Name           State    Status         vrouter  agent    contrail-vrouter-agent  running  Up 52 seconds  vrouter  nodemgr  contrail-nodemgr        running  Up 52 seconds  vrouter kernel module is PRESENT== Contrail vrouter ==nodemgr: activeagent: active[root@ip-172-31-41-236 ~]#

这应该表明大多数组件都处于“active”状态，除了以下的：

nodemgr: initializing (Disk for DB is too low.)

这是可以在demo设置中安全地忽略的问题。

注意：这基本上表明使用率超过50％，对于Cassandra来说这是一个很重要的问题。

如果一切正常，则可以尝试使用此命令查看Tungsten Fabric路由表的状态。

pip install lxml prettytablegit clone https://github.com/vcheny/contrail-introspect-cli.git##or curl -O https://raw.githubusercontent.com/vcheny/contrail-introspect-cli/master/ist.py./contrail-introspect-cli/ist.py ctr status./contrail-introspect-cli/ist.py ctr nei ## similar to 'show bgp summary'./contrail-introspect-cli/ist.py ctr route summary ## similar to 'show route summary'./contrail-introspect-cli/ist.py ctr route tables ## show routing-tables./contrail-introspect-cli/ist.py ctr route show ## similar to 'show route'[root@ip-172-31-14-47 contrail-ansible-deployer]# ./contrail-introspect-cli/ist.py ctr statusmodule_id: contrail-controlstate: Functionaldescription+-----------+-----------+---------------------+--------+----------------------------------+| type      | name      | server_addrs        | status | description                      |+-----------+-----------+---------------------+--------+----------------------------------+| Collector | n/a       |   172.31.14.47:8086 | Up     | Established                      || Database  | Cassandra |   172.31.14.47:9041 | Up     | Established Cassandra connection || Database  | RabbitMQ  |   172.31.14.47:5673 | Up     | RabbitMQ connection established  |+-----------+-----------+---------------------+--------+----------------------------------+[root@ip-172-31-14-47 contrail-ansible-deployer]# ./contrail-introspect-cli/ist.py ctr nei+--------------------------------------+---------------+----------+----------+-----------+-------------+------------+------------+-----------+| peer                                 | peer_address  | peer_asn | encoding | peer_type | state       | send_state | flap_count | flap_time |+--------------------------------------+---------------+----------+----------+-----------+-------------+------------+------------+-----------+| ip-172-31-41-236.ap-                 | 172.31.41.236 | 0        | XMPP     | internal  | Established | in sync    | 0          | n/a       || northeast-1.compute.internal         |               |          |          |           |             |            |            |           |+--------------------------------------+---------------+----------+----------+-----------+-------------+------------+------------+-----------+[root@ip-172-31-14-47 contrail-ansible-deployer]# ./contrail-introspect-cli/ist.py ctr route summary+----------------------------------------------------+----------+-------+---------------+-----------------+------------------+| name                                               | prefixes | paths | primary_paths | secondary_paths | infeasible_paths |+----------------------------------------------------+----------+-------+---------------+-----------------+------------------+| default-domain:default-                            | 0        | 0     | 0             | 0               | 0                || project:__link_local__:__link_local__.inet.0       |          |       |               |                 |                  || default-domain:default-project:default-virtual-    | 0        | 0     | 0             | 0               | 0                || network:default-virtual-network.inet.0             |          |       |               |                 |                  || inet.0                                             | 0        | 0     | 0             | 0               | 0                || default-domain:default-project:ip-fabric:ip-       | 3        | 3     | 1             | 2               | 0                || fabric.inet.0                                      |          |       |               |                 |                  || default-domain:k8s-default:k8s-default-pod-network | 3        | 3     | 1             | 2               | 0                || :k8s-default-pod-network.inet.0                    |          |       |               |                 |                  || default-domain:k8s-default:k8s-default-service-    | 3        | 3     | 1             | 2               | 0                || network:k8s-default-service-network.inet.0         |          |       |               |                 |                  |+----------------------------------------------------+----------+-------+---------------+-----------------+------------------+[root@ip-172-31-14-47 contrail-ansible-deployer]# ./contrail-introspect-cli/ist.py ctr route tablesname: default-domain:default-project:__link_local__:__link_local__.inet.0name: default-domain:default-project:default-virtual-network:default-virtual-network.inet.0name: inet.0name: default-domain:default-project:ip-fabric:ip-fabric.inet.0name: default-domain:k8s-default:k8s-default-pod-network:k8s-default-pod-network.inet.0name: default-domain:k8s-default:k8s-default-service-network:k8s-default-service-network.inet.0[root@ip-172-31-14-47 contrail-ansible-deployer]# ./contrail-introspect-cli/ist.py ctr route showbgp.ermvpn.0: 6 destinations, 6 routes (0 primary, 6 secondary, 0 infeasible)1-172.31.41.236:1-172.31.14.47,255.255.255.255,0.0.0.0, age: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4, localpref: 100, nh: 172.31.14.47, encap: [], label: 0, AS path: None2-0:0-172.31.14.47,255.255.255.255,0.0.0.0, age: 0:00:41.812099, last_modified: 2019-Apr-13 01:43:02.756561    [Local|None] age: 0:00:41.824428, localpref: 100, nh: 172.31.14.47, encap: [], label: 0, AS path: Nonedefault-domain:k8s-default:k8s-default-service-network:k8s-default-service-network.inet.0: 3 destinations, 3 routes (1 primary, 2 secondary, 0 infeasible)10.47.255.252/32, age: 0:00:41.733337, last_modified: 2019-Apr-13 01:43:02.835323    [XMPP (interface)|ip-172-31-41-236.ap-northeast-1.compute.internal] age: 0:00:41.745932, localpref: 200, nh: 172.31.41.236, encap: ['gre', 'udp'], label: 25, AS path: None10.96.0.10/32, age: 0:00:41.732935, last_modified: 2019-Apr-13 01:43:02.835725    [XMPP (interface)|ip-172-31-41-236.ap-northeast-1.compute.internal] age: 0:00:41.745758, localpref: 200, nh: 172.31.41.236, encap: ['gre', 'udp'], label: 25, AS path: None172.31.41.236/32, age: 0:02:26.544959, last_modified: 2019-Apr-13 01:41:18.023701    [XMPP (interface)|ip-172-31-41-236.ap-northeast-1.compute.internal] age: 0:02:26.558031, localpref: 200, nh: 172.31.41.236, encap: ['gre', 'udp', 'native'], label: 16, AS path: None[root@ip-172-31-14-47 contrail-ansible-deployer]#

如果显示类似信息，则说明一切正常，你可以基于K8s yaml创建容器了。

vi first-containers.yamlapiVersion: apps/v1beta1kind: Deploymentmetadata:  name: cirros-deployment  labels:    app: cirros-deploymentspec:  replicas: 2  selector:    matchLabels:      app: cirros-deployment  template:    metadata:      labels:        app: cirros-deployment    spec:      containers:      - name: cirros        image: cirros        ports:        - containerPort: 22kubectl create -f first-containers.yamlkubectl get pod -o wide ## check pod name and ipkubectl exec -it cirros-deployment-xxxx shping (another pod's ip)[root@ip-172-31-14-47 ~]# kubectl create -f first-containers.yamldeployment "cirros-deployment" created[root@ip-172-31-14-47 ~]# [root@ip-172-31-14-47 ~]# kubectl get pod -o wideNAME                                 READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP              NODEcirros-deployment-54b65ccf48-cr9dd   1/1       Running   0          34s       10.47.255.250   ip-172-31-41-236.ap-northeast-1.compute.internalcirros-deployment-54b65ccf48-z9dds   1/1       Running   0          34s       10.47.255.251   ip-172-31-41-236.ap-northeast-1.compute.internal[root@ip-172-31-14-47 ~]#[root@ip-172-31-14-47 ~]# kubectl exec -it cirros-deployment-54b65ccf48-cr9dd sh/ # / # / # ping 10.47.255.251PING 10.47.255.251 (10.47.255.251): 56 data bytes64 bytes from 10.47.255.251: seq=0 ttl=63 time=0.572 ms64 bytes from 10.47.255.251: seq=1 ttl=63 time=0.086 ms^C--- 10.47.255.251 ping statistics ---2 packets transmitted, 2 packets received, 0% packet lossround-trip min/avg/max = 0.086/0.329/0.572 ms/ #

太棒了！这是通过Tungsten Fabric vRouter传输的第一个报文。

如果运行有问题，也请不要介意。Tungten Fabric的Slack站点可以为你提供帮助。在以下的地址提交你的日志，并尝试寻求帮助来解决该问题。地址：https://tungstenfabric.slack.com

(编者按：国内用户请关注微信TF中文社区，中文官网：https://tungstenfabric.org.cn/ )

再次输入“ist.py ctr route show”，你将看到k8s-pod-network包含了来自两个pod以及每个pod的下一跳，与K8s节点的IP相同。

./contrail-introspect-cli/ist.py ctr route show (pod ip) ## similar to 'show route (some ip)'[root@ip-172-31-14-47 contrail-ansible-deployer]# ./contrail-introspect-cli/ist.py ctr route show 10.47.255.250default-domain:default-project:ip-fabric:ip-fabric.inet.0: 5 destinations, 5 routes (1 primary, 4 secondary, 0 infeasible)10.47.255.250/32, age: 0:03:10.553628, last_modified: 2019-Apr-13 01:46:13.217388    [XMPP (interface)|ip-172-31-41-236.ap-northeast-1.compute.internal] age: 0:03:10.556716, localpref: 200, nh: 172.31.41.236, encap: ['gre', 'udp'], label: 37, AS path: Nonedefault-domain:k8s-default:k8s-default-pod-network:k8s-default-pod-network.inet.0: 5 destinations, 5 routes (3 primary, 2 secondary, 0 infeasible)10.47.255.250/32, age: 0:03:10.553734, last_modified: 2019-Apr-13 01:46:13.217282    [XMPP (interface)|ip-172-31-41-236.ap-northeast-1.compute.internal] age: 0:03:10.557251, localpref: 200, nh: 172.31.41.236, encap: ['gre', 'udp'], label: 37, AS path: Nonedefault-domain:k8s-default:k8s-default-service-network:k8s-default-service-network.inet.0: 5 destinations, 5 routes (1 primary, 4 secondary, 0 infeasible)10.47.255.250/32, age: 0:03:10.553654, last_modified: 2019-Apr-13 01:46:13.217362    [XMPP (interface)|ip-172-31-41-236.ap-northeast-1.compute.internal] age: 0:03:10.557453, localpref: 200, nh: 172.31.41.236, encap: ['gre', 'udp'], label: 37, AS path: None[root@ip-172-31-14-47 contrail-ansible-deployer]#

请注意，ip-fabric VN和k8s-default-service-network也具有该前缀，因为k8s-pod-network的路由已“泄漏”到那些网络。想要具有某个特定路由表的路由，可以使用-t选项。

[root@ip-172-31-14-47 contrail-ansible-deployer]# ./contrail-introspect-cli/ist.py ctr route show -t default-domain:k8s-default:k8s-default-pod-network:k8s-default-pod-network.inet.0 10.47.255.251default-domain:k8s-default:k8s-default-pod-network:k8s-default-pod-network.inet.0: 5 destinations, 5 routes (3 primary, 2 secondary, 0 infeasible)10.47.255.251/32, age: 0:05:44.533377, last_modified: 2019-Apr-13 01:46:09.193202    [XMPP (interface)|ip-172-31-41-236.ap-northeast-1.compute.internal] age: 0:05:44.536291, localpref: 200, nh: 172.31.41.236, encap: ['gre', 'udp'], label: 32, AS path: None[root@ip-172-31-14-47 contrail-ansible-deployer]#

附录：外部访问

有人说Tungsten Fabric总是需要好的路由器才能实现外部访问，我认为这里有些误解。

实际上这是不对的，因为从v4.1开始，Tungsten Fabric开始支持一项称为无网关（gatewayless）的功能，该功能允许容器直接与外界通信（对于带有Calico的类似用例也很有用）。

要启用此功能，你可以登录Tungsten Fabric WebUI（https://(k8s masters's ip):8143，admin:contrail123）并进入Configure > Networks > k8s-default-pod-network，以切换Advanced Options > IP Fabric Forwarding。

你还需要在该VN和default-domain:default-project:ip-fabric之间设置网络策略，因为如果没有此策略，RPF check将丢弃该报文

如果ping一下从容器到K8s master的IP，你会发现K8s master从容器接收到一个报文，并向K8s master添加静态路由，ping的运行效果良好。

请注意，如果你使用的是AWS，则需要进行K8s节点的接口设置（EC2 > Network Interfaces > Change Source/Dest Check > Disabled）

因此，它允许对基于外部访问的网络节点进行类似的设置，该访问基于路由器上的静态路由。

你还可以选择将IPv4 BGP与无网关（gatewayless）结合使用，因为它可以动态更新每个容器的下一跳，并将报文直接发送到正确的vRouter，从而消除了瓶颈。

注意：此虚拟网络（virtual-network）也可以用作浮动IP（floating-ip）的来源。

此虚拟网络上设置“Advanced Options”>“External”（浮动IP池将使用“default”作为名称来创建）

从Kubernetes或OpenStack分配浮动IP（floating-ip）

对于Kubernetes，它将是外部IP的来源，并且需要将此参数指定给kube-manager: KUBERNETES_PUBLIC_FIP_POOL。例如：KUBERNETES_PUBLIC_FIP_POOL={'domain': 'default-domain', 'project': 'default', 'network': 'public-network1', 'name': 'default' }
对于OpenStack，horizon或cli可用于为虚拟机分配浮动IP

3.你也可以从Tungsten Fabric WebUI直接将浮动IP分配给特定端口（Configure > Ports > edit > floating-ip）

3接下来的行动

这可能是你第一次接触Tungsten Fabric，关于看完这篇文章后要怎么做，这里有一些建议。其实，有很多事情可以做，例如高可用性、监视，与其它编排器或路由器/交换机的集成等。

网络上有很多资源，但是你需要做好选择，我将首先推荐Contrail软件包和教育材料中的一些资源，即便你只会使用开源版本。

https://www.juniper.net/documentation/product/en_US/contrail-networking
https://www.juniper.net/uk/en/training/certification/certification-tracks/cloud-track?tab=jncia-cloud

Tungsten Fabric是一个功能强大的平台，具有很多功能，例如安全策略、分析、l3dsr负载平衡器、服务链、BGPaaS等，其中许多功能对于解决现实世界中的问题都是非常棒的。这些链接将包含很多内容以及到其他资源的链接。

编者按:

这里有几个沟通的渠道，如果需要帮助，请尝试使用它们：

官网社区：https://tungsten.io/community/

中文官网：https://tungstenfabric.org.cn/

微信公众号：TF中文社区

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