OVS学习过程2

1 初识OVS（open vswitch）

OVS是一个高质量，多层虚拟交换机，目的就是让大规模网络自动化可以通过编程扩散，同时仍然支持标准的管理接口协议：openflow等。

虚拟交换机的意思就是利用软件的方式形成交换部件，所以也叫软件交换机，跟传统的物理交换机相比，虚拟交换机具有河大的优点

1、配置灵活可编程，靠软件实现，一台物理服务器上可以配置数十台或者数百台虚拟交换机，而且端口树木可以灵活选择。

2、成本低廉，通过软件的方式可以轻易打倒10Gpbs的交换速度。

简而言之，使用虚拟交换机做成的网络代理，从而实现控制器端到硬件的通信。

Open vSwitch，根据其名就可以知道这是一个开放的虚拟交换机（open virtual switch）；它是实现网络虚拟化SDN的基础，它是在开源的Apache2.0许可下的产品级质量的多层虚拟交换标准。设计这个Open vSwitch的目的是为了解决物理交换机存在的一些局限性：Open vSwitch较物理交换机而言有着更低的成本和更高的工作效率；一个虚拟交换机可以有几十个端口来连接虚拟机，而Open vSwitch本身占用的资源也非常小；可以根据自己的选择灵活的配置，可以对数据包进行接收分析处理；同时还支持标准的管理接口和协议，如NetFlow、sFlow、SPAN、RSPAN等。

1.1 ovs组件

1. ovsdb-sever:ovs的数据库服务器，用来存储虚拟交换机啊的配置信息。它于manager和ovs－vswitch交换信息使用了ovsdb

2. ovs－vswitch: ovs的核心部件，它和上层controller通信通过openflow协议，它与ovsdb－server通信使用ovsdb相关协议，他的内核模块同伙netlink通信，并且支持多哥独立的datapath。

3. ovs kernel module：OVS的内核模块，处理包交换和隧道，缓存flow，如果在内核的缓存中找到转发规则则转发，否则向用户空间去处理

1.2 Open vSwtich模块介绍

当前最新代码包主要包括以下模块和特性：

1.ovs-vswitchd ：主要模块，实现switch的daemon，包括一个支持流交换的Linux内核模块；
2.ovsdb-server ：轻量级数据库服务器，提供ovs-vswitchd获取配置信息；
3.ovs-brcompatd ：让ovs-vswitch替换Linux bridge，包括获取bridge ioctls的Linux内核模块；
4.ovs-dpctl： 用来配置switch内核模块；
5一些Scripts and specs： 辅助OvS安装在Citrix XenServer上，作为默认switch；
6.ovs-vsctl ：查询和更新ovs-vswitchd的配置；
7.ovs-appctl ：发送命令消息，运行相关daemon；
8.ovsdbmonitor： GUI工具，可以远程获取OvS数据库和OpenFlow的流表。
9.ovs-openflowd：一个简单的OpenFlow交换机；
10.ovs-controller：一个简单的OpenFlow控制器；
11.ovs-ofctl ：查询和控制OpenFlow交换机和控制器；
12.ovs-pki ：OpenFlow交换机创建和管理公钥框架；
13.ovs-tcpundump：tcpdump的补丁，解析OpenFlow的消息;

1.3 Open vSwtich 工作流程

一般的数据包在linux网络协议栈中的流向为黑色箭头流向：从网卡上接受到数据包后层层往上分析，最后离开内核态，把数据传送到用户态。当然也有些数据包只是在内核网络协议栈中操作，然后再从某个网卡发出去。

但当其中有openVswitch时，数据包的流向就不一样了。首先是创建一个网桥：ovs-vsctl add-br br0；然后是绑定某个网卡：绑定网卡：ovs-vsctl add-port br0 eth0；这里默认为绑定了eth0网卡。数据包的流向是从网卡eth0上然后到openVswitch的端口vport上进入openVswitch中，然后根据key值进行流表的匹配。如果匹配成功，则根据流表中对应的action找到其对应的操作方法，完成相应的动作（这个动作有可能是把一个请求变成应答，也有可能是直接丢弃，也可以自己设计自己的action）；如果匹配不成功，则执行默认的动作，有可能是放回内核网络协议栈中去处理（在创建网桥时就会相应的创建一个端口连接内核协议栈的）。

其大概工作流程就是这样了，在工作中一般在这几个地方来修改内核代码以达到自己的目的：第一个是在datapath.c中的ovs_dp_process_received_packet(struct vport *p, struct sk_buff *skb)函数内添加相应的代码来达到自己的目的，因为对于每个数据包来说这个函数都是必经之地；第二个就是自己去设计自己的流表了；第三个和第二个是相关联的，就是根据流表来设计自己的action，完成自己想要的功能。