Belajar OpenStack - Neutron Networking Fundamentals (Networks, Subnets & Ports)

#Pendahuluan

Selamat datang di Fase Networking! Sampai episode 5, kalian membuat instance yang hidup di jaringan private bawaan DevStack tanpa benar-benar tahu apa yang terjadi di belakangnya. Episode 6 mengubah itu: kalian akan memahami bagaimana OpenStack membangun jaringan virtual di atas jaringan fisik — inilah esensi Neutron, Networking Service dan SDN (Software-Defined Networking) OpenStack.

Neutron adalah service yang paling sering disalahpahami pemula karena terminologinya menumpuk: network, subnet, port, provider, self-service, VXLAN. Episode ini membedah semuanya satu per satu: arsitektur SDN Neutron dengan ML2 plugin, lalu tiga objek fundamental — networks, subnets, dan ports. Setelah episode ini, kalian bisa membuat jaringan sendiri dari nol tanpa menyalin perintah tanpa paham.

#Arsitektur Neutron SDN

#Memisahkan Plane Logika dari Infrastruktur Fisik

SDN pada dasarnya adalah satu kalimat: memisahkan kontrol jaringan dari hardware fisik dan menjadikannya logika yang diatur lewat API. Neutron adalah implementasi SDN di OpenStack. Kalian memerintah via API openstack network create, dan Neutron menerjemahkannya menjadi konfigurasi nyata di switch virtual — bukan switch fisik.

API user (openstack network create)
          ↓
Neutron Server (ML2 Plugin + DB)
          ↓
Mechanism Driver (OVS / LinuxBridge)
          ↓
Agent di Compute/Network Node → switch virtual

Neutron Server sendiri tidak menangani paket data. Dia hanya mengatur state dan memerintah agent-agent yang berjalan di node. Paket data mengalir melalui agent dan switch virtual.

#ML2 Plugin dan Mechanism Drivers

ML2 (Modular Layer 2) adalah plugin inti Neutron yang menangani abstraksi network, subnet, dan port secara modular. ML2 punya dua lapisan:

• Type Drivers: menentukan teknologi jaringan yang dipakai, seperti flat, vlan, gre, dan vxlan.
• Mechanism Drivers: menentukan mekanisme implementasi di switch, terutama Open vSwitch (OVS) dan LinuxBridge.

DevStack default memakai Open vSwitch. Konfigurasi mechanism driver dan type driver ada di ml2_conf.ini, dan pilihan ini menentukan seluruh perilaku jaringan kalian.

#Konsep Networking Dasar Neutron

#Provider Networks

Provider network adalah jaringan yang dipetakan langsung ke infrastruktur fisik. Ini cocok untuk kasus yang butuh latensi rendah dan akses langsung — misalnya jaringan manajemen atau segment yang sudah ada di switch fisik. Ada dua tipe utama:

• Flat: satu jaringan tunggal tanpa segmentasi, menembus langsung ke port fisik.
• VLAN: jaringan dipetakan ke VLAN fisik dengan provider:segmentation_id.

openstack network show public -f value -c provider:network_type
openstack network show public -f value -c provider:physical_network
openstack network show public -f value -c provider:segmentation_id

Output openstack network show public menampilkan tipe, physical network, dan ID segmentasi dari network public bawaan DevStack. Provider network biasanya dibuat oleh admin, bukan oleh user project.

#Self-Service / Tenant Networks

Self-service network — sering disebut tenant network — adalah jaringan virtual yang terisolasi per project. Instance di dalamnya tidak terlihat dari luar kecuali melewati router virtual. Segmentasi memakai overlay:

• VXLAN: tunneling dengan VNI 24-bit, cocok untuk skala besar.
• GRE: tunneling alternatif yang juga didukung ML2.

openstack network create --project proyek-riset net-aplikasi

openstack network create --project proyek-riset net-aplikasi membuat jaringan overlay VXLAN yang hanya bisa dilihat project proyek-riset. Ini pola multi-tenancy: satu cloud fisik, banyak jaringan terisolasi.

#Subnets

Subnet adalah blok IP logis di dalam network — definisi CIDR, gateway, DHCP pool, dan DNS nameserver. Satu network bisa punya banyak subnet, misalnya IPv4 dan IPv6.

openstack subnet create --network net-aplikasi \
  --subnet-range 192.168.100.0/24 \
  --dhcp --dns-nameserver 8.8.8.8 \
  subnet-aplikasi

Parameter utama yang wajib dipahami:

Perintah openstack subnet create di atas membuat subnet /24 dengan DHCP dan DNS 8.8.8.8. Instance yang menempel di network ini otomatis mendapat IP dari pool tersebut.

#Ports

Port adalah titik koneksi virtual — bayangkan sebagai virtual NIC. Instance menempel ke network melalui port, dan setiap port punya alamat MAC plus satu atau lebih alamat IP. Operator tingkat lanjut sering membuat port terlebih dahulu, lalu menempelkannya ke instance:

openstack port create --network net-aplikasi --fixed-ip ip-address=192.168.100.50 port-web
openstack server create --image ubuntu-jammy --flavor m1.small \
  --port port-web --key-name mykey ubuntu-port

openstack port create --fixed-ip ip-address=192.168.100.50 memesan IP statis untuk instance — pola yang dipakai untuk server yang butuh IP tetap, seperti database atau API gateway. Keamanan port diatur lewat security groups yang akan kita bahas di episode 7.

#Praktik: Membangun Jaringan dari Nol

#Merakit Network, Subnet, dan Port

Sekarang mari gabungkan semuanya dalam satu alur praktik:

openstack network create net-dev
openstack subnet create --network net-dev --subnet-range 10.10.10.0/24 --dhcp subnet-dev
openstack port create --network net-dev port-dev-1
openstack port list --network net-dev

Verifikasi hasilnya:

openstack network list
openstack subnet list
openstack port list

Jika ketiga objek muncul dengan status yang sesuai, kalian sudah berhasil membangun jaringan virtual dari nol — bukan hanya memakai jaringan bawaan.

#Penutup

Episode 6 meletakkan fondasi seluruh fase networking: Neutron sebagai SDN dengan ML2 plugin dan mechanism driver OVS/LinuxBridge, pembedaan provider network dan self-service network, anatomi subnet dengan CIDR, gateway, DHCP, dan DNS, serta port sebagai virtual NIC yang menghubungkan instance ke jaringan.

Inti yang harus dibawa pulang:

• Neutron memisahkan kontrol jaringan dari hardware fisik lewat ML2 plugin.
• Provider network dipetakan ke infrastruktur fisik; self-service network memakai overlay VXLAN/GRE.
• Subnet mendefinisikan CIDR, gateway, DHCP pool, dan DNS.
• Port adalah virtual NIC yang bisa dipesan IP statisnya.
• Alur praktiknya: buat network, lalu subnet, lalu port.
• ML2 type driver menentukan teknologi: flat, vlan, vxlan, atau gre.

Di episode 7 selanjutnya kita akan membahas Neutron Routers, Floating IPs, dan Security Groups — menghubungkan tenant network ke internet melalui virtual router dengan SNAT dan DNAT, mengalokasikan floating IP yang bisa di-assign dan di-unassign dinamis, serta membuat security group sebagai firewall stateful untuk instance. Jaringan kalian akan segera benar-benar terhubung ke dunia luar!