neutron-DHCP-Agent代码分析

最新推荐文章于 2025-07-02 19:24:18 发布

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本文深入分析了Neutron DHCP Agent的运作机制，包括DHCP agent scheduler的调度算法，如随机分配和权重负载均衡。详细探讨了DHCP agent的启动流程，特别是DhcpDriver如何调用DNSmasq来创建DHCP服务。此外，还介绍了DNSmasq的配置和日志管理，以及虚机获取IP的交互过程。

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1 Neutron-dhcp-agent

NEUTRONDHCP为租户网络提供DHCP服务，即IP地址动态分配，另外还会提供metadata请求服务。根据整个DHCP处理的流程，DHCP模块主要由DHCP agent scheduler、DHCP agent、DHCP driver构成：

DHCP agent scheduler：负责DHCP agent与network的调度

DHCP agent：为租户网络提供DHCP的功能，提供metadatarequest服务。

DHCP driver：用于管理DHCPserver，目前环境中是采用的dnsmasq。

整个DHCP处理的流程架构图如下：

对应架构图中数字，有以下几个操作：

1.当dashboard上执行network/subnet/port的操作时，会调用neutron-api通知CorePlugin(如linux bridge plugin，ovs plugin等)，创建相应虚拟network/subnet/port。

2.agentmanagement/agent scheduler里面会通过调度算法调度DHCP agent

3.network/subnet/port操作会发送rpc请求到DHCP agent。

4.agentschedulerdb发送rpc请求到DHCP agent。

5. DHCP agent通过DhcpPluginApi发送rpc请求到coreplugin，操作相应的数据库。

6. DHCP agent调用dhcpdriver实现DHCP server的管理。

2 DHCP agent scheduler

2.1 DHCP agent scheduler调度算法介绍

通过DHCP agent scheduler,系统中可以部署多个dhcp agent，增加可用性(HA, highavailability)，避免单点失败(SOF,single point of failure)；多个dhcp agent可以安装在多台机器上，同时服务。

DHCP agent的调度算法可以在/etc/nentron/neutron.conf文件中设置，默认设置是neutron.scheduler.dhcp_agent_scheduler.ChanceScheduler，这个实现是采用了随机分配算法。另外还有一种调度算法是根据agent的权重，进行负载均衡。

network_scheduler_driver = neutron.scheduler.dhcp_agent_scheduler.WeightScheduler

调度算法通过network_scheduler_driver的实现在neutron/scheduler/dhcp_agent_scheduler.py。

系统默认使用的是随机分配算法，下面是DHCP agent的随机调度算法部分代码：

#neutron/scheduler/base_scheduler.py

class BaseChanceScheduler(BaseScheduler):
  """Choose agents randomly."""
  
  def __init__(self, resource_filter):
  self.resource_filter = resource_filter
  
  def select(self, plugin, context, resource_hostable_agents,
               resource_hosted_agents, num_agents_needed):
          chosen_agents = random.sample(resource_hostable_agents,
                                      num_agents_needed)
  return chosen_agents

2.2 DHCP agent schedul调用DHCP agent过程

根据agent的权重调度的方法，是比较常用的方法，有利于负载均衡。所以本节以WeightScheduler为例，分析一个网络使用一个DHCP agent的情况，是如何调度的。目前环境中在controller上和computer分别安装一个DHCP agent，并把DHCP agent调度算法设置成按权重调度。

network_scheduler_driver = neutron.scheduler.dhcp_agent_scheduler.WeightScheduler

调度算法的代码如下：在neutron/scheduler/dhcp_agent_scheduler.py:

#neutron/scheduler/base_scheduler.py

class BaseWeightScheduler(BaseScheduler):
  """Choose agents randomly."""
  
  def __init__(self, resource_filter):
  self.resource_filter = resource_filter
  
  def select(self, plugin, context, resource_hostable_agents,
               resource_hosted_agents, num_agents_needed):
          chosen_agents = sorted(resource_hostable_agents,

                           key=attrgetter('load'))[0:num_agents_needed]
  return chosen_agents

调度算法的代码如下：在neutron/scheduler/dhcp_agent_scheduler.py:BaseWeightScheduler:select处设置pdb断点查看调用栈如下:

根据调用栈看下首先schedule函数的调度过程，代码如下。首先从所有的DHCP agents里面通过self.resource_filter.filter_agent函数选出可供使用的DHCP agent，下面分别介绍该函数和self.select函数。

#neutron/scheduler/base_scheduler.py

def schedule(self, plugin, context, resource):
  """Select and bind agents to a given resource."""
  if not self.resource_filter:
  return
  # filter the agents that can host the resource
  filtered_agents_dict = self.resource_filter.filter_agents(
        plugin, context, resource)
    num_agents = filtered_agents_dict['n_agents']
    hostable_agents = filtered_agents_dict['hostable_agents']
    hosted_agents = filtered_agents_dict['hosted_agents']
      chosen_agents = self.select(plugin, context, hostable_agents,
                                hosted_agents, num_agents)
  # bind the resource to the agents
  self.resource_filter.bind(context, chosen_agents, resource['id'])
  return chosen_agents

self.resource_filter.filter_agent的返回值是一个字典，字典有3个key值。代码如下：

#neutron/scheduler/dhcp_agent_scheduler.py

def filter_agents(self, plugin, context, network):
  """Return the agents that can host the network.
  
    This function returns a dictionary which has 3 keys.
    n_agents: The number of agents should be scheduled. If n_agents=0,
    all networks are already scheduled or no more agent can host the
    network.
    hostable_agents: A list of agents which can host the network.
    hosted_agents: A list of agents which already hosts the network.
    """
  agents_dict = self._get_network_hostable_dhcp_agents(
                                plugin, context, network)
  if not agents_dict['hostable_agents'] or agents_dict['n_agents'] <= 0:
  return {
     
     'n_agents': 0, 'hostable_agents': [],
  'hosted_agents': agents_dict['hosted_agents']}
  return agents_dict

第一个KEY 'n_agents'代表需要调度几个dhcpagents，默认是一个。这个可以修改配置文件进行修改：

dhcp_agents_per_network = 1

第二个KEY'hostable_agents'代表可以使用的DHCP agent，这里面记录着每个agent的详细信息，如下：

<neutron.db.agents_db.Agent[objectat 56fd5d0] {id=u'21ea8426-5e68-4f83-abd6-3451e426511e', agent_type=u'DHCP agent',binary=u'neutron-dhcp-agent', topic=u'dhcp_agent', host=u'computer35',availability_zone=u'nova', admin_state_up=True,created_at=datetime.datetime(2016, 10, 19, 7, 33, 14),started_at=datetime.datetime(2016, 10, 19, 7, 33, 14), heartbeat_timestamp=datetime.datetime(2016,10, 19, 8, 58, 32), description=None, configurations=u'{"subnets": 2,"dhcp_lease_duration": 86400, "dhcp_driver":"n