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OpenvSwitch

2013年01月14日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2659字 ⁄ 字号 评论关闭

1 什么是OpenvSwitch

OpenvSwitch,简称OVS是一个虚拟交换软件,主要用于虚拟机VM环境,作为一个虚拟交换机,支持Xen/XenServer, KVM, and VirtualBox多种虚拟化技术。

在这种某一台机器的虚拟化的环境中,一个虚拟交换机(vswitch)主要有两个作用:传递虚拟机VM之间的流量,以及实现VM和外界网络的通信。

整个OVS代码用C写的。目前有以下功能:

  • Standard 802.1Q VLAN model with trunk and access ports
  • NIC bonding with or without LACP on upstream switch
  • NetFlow, sFlow(R), and mirroring for increased visibility
  • QoS (Quality of Service) configuration, plus policing
  • GRE, GRE over IPSEC, VXLAN, and LISP tunneling
  • 802.1ag connectivity fault management
  • OpenFlow 1.0 plus numerous extensions
  • Transactional configuration database with C and Python bindings
  • High-performance forwarding using a Linux kernel module

 

2 OpenvSwitch的组成

  • ovs-vswitchd:守护程序,实现交换功能,和Linux内核兼容模块一起,实现基于流的交换flow-based switching。
  • ovsdb-server:轻量级的数据库服务,主要保存了整个OVS的配置信息,包括接口啊,交换内容,VLAN啊等等。ovs-vswitchd会根据数据库中的配置信息工作。
  • ovs-dpctl:一个工具,用来配置交换机内核模块,可以控制转发规则。
  • ovs-vsctl:主要是获取或者更改ovs-vswitchd的配置信息,此工具操作的时候会更新ovsdb-server中的数据库。
  • ovs-appctl:主要是向OVS守护进程发送命令的,一般用不上。
  • ovsdbmonitor:GUI工具来显示ovsdb-server中数据信息。
  • ovs-controller:一个简单的OpenFlow控制器
  • ovs-ofctl:用来控制OVS作为OpenFlow交换机工作时候的流表内容。

3 OpenvSwitch和其他vswitch

这里其他的vswitch,包括VMware vNetwork distributed switch以及思科的Cisco Nexus 1000V。

VMware vNetwork distributed switch以及思科的Cisco Nexus 1000V这种虚拟交换机提供的是一个集中式的控制方式,。而OVS则是一个独立的vswitch,他运行在每个实现虚拟化的物理机器上,并提供远程管理。OVS提供了两种在虚拟化环境中远程管理的协议:一个是OpenFlow,通过流表来管理交换机的行为,一个是OVSDB management protocol,用来暴露sietch的port状态。

 

(二)-概念及工作流程1

1 vswitch、Bridge、Datapath

 

在网络中,交换机和桥都是同一个概念,OVS实现了一个虚拟机的以太交换机,换句话说,OVS也就是实现了一个以太桥。那么,在OVS中,给一个交换机,或者说一个桥,用了一个专业的名词,叫做DataPath!

要了解,OVS如何工作,首先需要知道桥的概念。

网桥也叫做桥接器,连接两个局域网的设备,网桥工作在数据链路层,将两个LAN连接,根据MAC地址来转发帧,可以看成一个“低层的路由器”(路由器工作在网络层,根据IP地质进行转发)。

 

1.1 网桥的工作原理

网桥处理包遵循以下几条规则:

  • 在一个接口上接收到的包不会再往那个接口上发送此包。
  • 每个接收到的包都要学习其源MAC地址。
  • 如果数据包是多播或者广播包(通过2层MAC地址确定)则要向接收端口以外的所有端口转发,如果上层协议感兴趣,则还会递交上层处理。
  • 如果数据包的地址不能再CAM表中找到,则向接收端口以外的其他端口转发。
  • 如果CAM表中能找到,则转发给相应端口,如果发送和接收都是统一端口,则不发送。

注意,网桥是以混杂模式工作的。关于网桥更多,请查阅相关资料。

2 OVS中的bridge

上面,说到,一个桥就是一个交换机。在OVS中,

ovs-vsctl add-br brname(br-int)

root@Compute2:~# ifconfig
      br-intLink encap:EthernetHWaddr1a:09:56:ea:0b:49  
      inet6 addr: fe80::1809:56ff:feea:b49/64Scope:Link
      UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500Metric:1
      RX packets:1584 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
      TX packets:6 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
      collisions:0 txqueuelen:0 
      RX bytes:316502(316.5 KB)  TX bytes:468(468.0 B)

当我们创建了一个交换机(网桥)以后,此时网络功能不受影响,但是会产生一个虚拟网卡,名字就是brname,之所以会产生一个虚拟网卡,是为了实现接下来的网桥(交换机)功能。有了这个交换机以后,我还需要为这个交换机增加端口(port),一个端口,就是一个物理网卡,当网卡加入到这个交换机之后,其工作方式就和普通交换机的一个端口的工作方式类似了。

ovs-vsctl add-port brname port

这里要特别注意,网卡加入网桥以后,要按照网桥的工作标准工作,那么加入的一个端口就必须是以混杂模式工作,工作在链路层,处理2层的帧,所以这个port就不需要配置IP了。(你没见过哪个交换的端口有IP的吧)

那么接下来你可能会问,通常的交换机不都是有一个管理接口,可以telnet到交换机上进行配置吧,那么在OVS中创建的虚拟交换机有木有这种呢,有的!上面既然创建交换机brname的时候产生了一个虚拟网口brname,那么,你给这个虚拟网卡配置了IP以后,就相当于给交换机的管理接口配置了IP,此时一个正常的虚拟交换机就搞定了。

ip address add 192.168.

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