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認識Open vSwitch的基礎與原理

汽車電子技術 ? 來源:碼農與軟件時代 ? 作者: 碼農與軟件時代 ? 2023-02-14 14:44 ? 次閱讀

一、概況

隨著服務器虛擬化技術的發展,網絡虛擬化也需要解決從NIC到虛機的“最后一公里”問題,便產生了許多虛擬交換機開源方案:Open vSwitch、Snabb Switch 和 Lagopus,其中Open vSwitch的知名度最高。

Open vSwitch項目早在2009年,就已孵化誕生,于2012年7月30日發布第一個開源版本V1.7.0,內核datapath已經被納入Linux內核作為發行版的一部分。

二、工作原理

1.組件

l ovsdb-server將配置信息保存在conf.db中,并通過db.sock提供服務,ovs-vswitchd通過這個db.sock從這個進程讀取配置信息。

l ovs-vswitchd: OVS守護進程,實現基于流的交換(flow-based switching)。與controller通信使用OpenFlow協議,與ovsdb-server通信使用OVSDB協議,與內核模塊使用netlink機制通信。

l ovsdb-server: OVS輕量級的數據庫服務器,用于保存整個OVS的配置信息。

l Forwarding Path(數據通路):Datapath把流的match和action結果緩存,避免后續同樣的流繼續upcall到用戶空間進行流表匹配。

圖片

2.工作流程

①OVS的datapath接收到從OVS連接的某個網絡設備發來的數據包,從數據包中提取源/目的IP、源/目的MAC、端口等信息。

②OVS在內核狀態下查看流表結構(通過Hash),觀察是否有緩存的信息可用于轉發這個數據包。

③假設數據包是這個網絡設備發來的第一個數據包,在OVS內核中,將不會有相應的流表緩存信息存在,那么內核將不會知道如何處置這個數據包。所以內核將發送upcall給用戶態。

④位于用戶態的ovs-vswitchd進程接收到upcall后,將檢查數據庫以查詢數據包的目的端口是哪里,然后告訴內核應該將數據包轉發到哪個端口,例如eth0。

⑤內核執行用戶此前設置的動作。即內核將數據包轉發給端口eth0,進而數據被發送出去。

三、命令接口

1.Open vSwitch提供了ovs-vsctl、ovs-ofctl、ovs-dpctl等命令,詳情如下:

圖片

l ovs-vsctl:管理ovsdb-server的配置,提供OVSDB的配置方法,包括創建和刪除網橋、端口等;

l ovs-ofctl:提供ovs-vswitchd的流表配置方法;

l ovs-dpctl:配置OVS內核模塊,提供緩存流表的操作方法;

l ovsdb-tool:創建和管理OVSDB。

  1. 命令示例

(1)網橋管理

命令 功能
ovs-vsctl show 顯示OVS信息
ovs-vsctl add-brbr-name 添加新的網橋br-name
ovs-vsctl del-brbr-name 刪除br-name
ovs-vsctl list-br 顯示網橋br-name信息
ovs-vsctl list-portsbr-name 顯示網橋br-name中所有port信息
ovs-vsctl add-portbr-name port-no br-name添加端口
ovs-vsctl del-portbr-name port-no 刪除br-name上的端口
ovs-vsctl get-controllerbr-name 獲取br-name連接控制器的信息
ovs-vsctl del-controllerbr-name 刪除br-name連接控制器的信息
ovs-vsctl set-controller *br-name *tcp: [ip] : [port] br-name網橋連接控制器controller

(2)流表管理

命令 功能
ovs-ofctl showbr-name 輸出OpenFlow信息。
ovs-ofctl add-flowbr-name flow 添加流表項。
ovs-ofctl add-flowsbr-name filename 以文件形式批量添加流表項。
ovs-ofctl del-flowsbr-name flow 刪除交換機的流表項。
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