OVS學習過程2

1 初識OVS（open vswitch）

OVS是一個高質量，多層虛擬交換機，目的就是讓大規模網絡自動化可以通過編程擴散，同時仍然支持標準的管理接口協議：openflow等。

虛擬交換機的意思就是利用軟件的方式形成交換部件，所以也叫軟件交換機，跟傳統的物理交換機相比，虛擬交換機具有河大的優點

1、配置靈活可編程，靠軟件實現，一臺物理服務器上可以配置數十臺或者數百臺虛擬交換機，而且端口樹木可以靈活選擇。

2、成本低廉，通過軟件的方式可以輕易打倒10Gpbs的交換速度。

簡而言之，使用虛擬交換機做成的網絡代理，從而實現控制器端到硬件的通信。

Open vSwitch，根據其名就可以知道這是一個開放的虛擬交換機（open virtual switch）；它是實現網絡虛擬化SDN的基礎，它是在開源的Apache2.0許可下的產品級質量的多層虛擬交換標準。設計這個Open vSwitch的目的是爲了解決物理交換機存在的一些侷限性：Open vSwitch較物理交換機而言有着更低的成本和更高的工作效率；一個虛擬交換機可以有幾十個端口來連接虛擬機，而Open vSwitch本身佔用的資源也非常小；可以根據自己的選擇靈活的配置，可以對數據包進行接收分析處理；同時還支持標準的管理接口和協議，如NetFlow、sFlow、SPAN、RSPAN等。

1.1 ovs組件

1. ovsdb-sever:ovs的數據庫服務器，用來存儲虛擬交換機啊的配置信息。它於manager和ovs－vswitch交換信息使用了ovsdb

2. ovs－vswitch: ovs的核心部件，它和上層controller通信通過openflow協議，它與ovsdb－server通信使用ovsdb相關協議，他的內核模塊同夥netlink通信，並且支持多哥獨立的datapath。

3. ovs kernel module：OVS的內核模塊，處理包交換和隧道，緩存flow，如果在內核的緩存中找到轉發規則則轉發，否則向用戶空間去處理

1.2 Open vSwtich模塊介紹

當前最新代碼包主要包括以下模塊和特性：

1.ovs-vswitchd ：主要模塊，實現switch的daemon，包括一個支持流交換的Linux內核模塊；
2.ovsdb-server ：輕量級數據庫服務器，提供ovs-vswitchd獲取配置信息；
3.ovs-brcompatd ：讓ovs-vswitch替換Linux bridge，包括獲取bridge ioctls的Linux內核模塊；
4.ovs-dpctl： 用來配置switch內核模塊；
5一些Scripts and specs： 輔助OvS安裝在Citrix XenServer上，作爲默認switch；
6.ovs-vsctl ：查詢和更新ovs-vswitchd的配置；
7.ovs-appctl ：發送命令消息，運行相關daemon；
8.ovsdbmonitor： GUI工具，可以遠程獲取OvS數據庫和OpenFlow的流表。
9.ovs-openflowd：一個簡單的OpenFlow交換機；
10.ovs-controller：一個簡單的OpenFlow控制器；
11.ovs-ofctl ：查詢和控制OpenFlow交換機和控制器；
12.ovs-pki ：OpenFlow交換機創建和管理公鑰框架；
13.ovs-tcpundump：tcpdump的補丁，解析OpenFlow的消息;

1.3 Open vSwtich 工作流程

一般的數據包在linux網絡協議棧中的流向爲黑色箭頭流向：從網卡上接受到數據包後層層往上分析，最後離開內核態，把數據傳送到用戶態。當然也有些數據包只是在內核網絡協議棧中操作，然後再從某個網卡發出去。

但當其中有openVswitch時，數據包的流向就不一樣了。首先是創建一個網橋：ovs-vsctl add-br br0；然後是綁定某個網卡：綁定網卡：ovs-vsctl add-port br0 eth0；這裏默認爲綁定了eth0網卡。數據包的流向是從網卡eth0上然後到openVswitch的端口vport上進入openVswitch中，然後根據key值進行流表的匹配。如果匹配成功，則根據流表中對應的action找到其對應的操作方法，完成相應的動作（這個動作有可能是把一個請求變成應答，也有可能是直接丟棄，也可以自己設計自己的action）；如果匹配不成功，則執行默認的動作，有可能是放回內核網絡協議棧中去處理（在創建網橋時就會相應的創建一個端口連接內核協議棧的）。

其大概工作流程就是這樣了，在工作中一般在這幾個地方來修改內核代碼以達到自己的目的：第一個是在datapath.c中的ovs_dp_process_received_packet(struct vport *p, struct sk_buff *skb)函數內添加相應的代碼來達到自己的目的，因爲對於每個數據包來說這個函數都是必經之地；第二個就是自己去設計自己的流表了；第三個和第二個是相關聯的，就是根據流表來設計自己的action，完成自己想要的功能。