OVS全面解读
什么是Open vSwitch OpenvSwitch简称OVS，正如其官网 (http://openvswitch.org/) 所以，OVS是一个高质量、多层的虚拟交换软件。它的目的是通过编程扩展支持大规模网络自动化，同时还支持标准的管理接口和协议。
随着虚拟化应用普及，需要部署更多的虚拟化交换机，而费用昂贵的闭源虚拟交换机让用户不堪重负，多层虚拟化软件交换机Open vSwitch由Nicira Networks开发，主要实现代码为可移植的C代码。它遵循Apache 2.0开源代码版权协议，可用于生产环境，支持跨物理服务器分布式管理、扩展编程、大规模网络自动化和标准化接口，实现电信大流量卡了和大多数商业闭源交换机功能类似的软件交换机.
OVS官方的定位是要做一个产品级质量的多层虚拟交换机，通过支持可编程扩展来实现大规模的网络自动化。设计目标是方便管理和配置虚拟机网络，检测多物理主机在动态虚拟环境中的流量情况。针对这一目标，OVS具备很强的灵活性。可以在管理程序中作为软件switch运行，也可以直接部署到硬件设备上作为控制层。
如下图，在某台物理服务器中，运行着4台虚拟机，为了将这4台虚拟机在逻辑上组成我们需要的网络架构，于是就虚拟出了2台交换机，组成图中的网络架构images
2. Open vSwitch架构与组件
简单来看，OVS由这三大部分构成：
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ovsdb-sever电信大流量卡: OVS的数据库服务器，用来存储虚拟交换机的配置信息。它与manager和ovs-vswitchd交换信息使用了OVSDB(JSON-RPC)的方式。
ovs-vswitchd: OVS的核心部件，它和上层controller通信遵从openflow协议，它与ovsdb-server通信使用OVSDB协议，它和内核模块通过netlink通信，它支持多个独立的datapath（网桥），它通过更改flow table实现了绑定，和VLAN等功能。
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，否则发向用户空间去处理。
有个电信大流量卡OVS大概的了解，我们看看OVS到底由哪些模块组成，以及个模块的作用。如图：images
当前最新代码包主要包括以下模块和特性：
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；
ovsdb-server：轻量级数据库服务器，提供ovs-vswitchd获取配置信息，例如vlan、port等信息；
ovs-brcompatd：让ovs-vswitch替换linux bridge，包括获取bridge ioctls的Linux内核模块；
ovs-dpctl：用来配置switch内核模块；
ovs-vsctl：查询和更新ovs-vswitchd的配置电信大流量卡；
ovs-appctl：发送命令消息，运行相关daemon；
ovs-ofctl：查询和控制OpenFlow交换机和控制器；
ovs-openflowd：一个简单的OpenFlow交换机；
ovs-controller：一个简单的OpenFlow控制器；
ovs-pki：OpenFlow交换机创建和管理公钥框架；
ovs-tcpundump：tcpdump的补丁，解析OpenFlow的消息；
ovs-bugtool：管理openvswitch的bug信息。images
ovs-vswitchd 为主要模块，实现交换机的守护进程daemon
在Openvswitch所在的服务器进行ps aux可以看到以下的进程电信大流量卡 root 1008 0.1 0.8 242948 31712 ? Svconsole:emer=”” -vfile:info=”” -vsyslog:err=”” 32:17=”” aug06=”” db.sock=”” openvswitch=”” ovs-vswitchd=”” pre=”” run=”” unix:=”” var=””>
注意这里ovs-vswitchd监听了一个本机的db.sock文件
· openvswitch.ko为Linux内核模块，支持数据流在内核的交换
我们使用lsmod列举加载到内核的模块： lsmod | grep openvswitch· ovsdb-serve电信大流量卡r 轻量级数据库服务器，保存配置信息，ovs-vswitchd通过这个数据库获取配置信息通过ps aux可以看到如下进程
root 985 0.0 0.0 21172 2120 ? S< Aug06 1:20 ovsdb-server /etc/openvswitch/conf.db -vconsole:emer -vsyslog:err -vfile:info –remote=punix:/var/run/openvswitch/db.sock –private-key=db:Open_vSwitch,SSL,private_key –certificate=db:Open_vSwitch,SSL,cert电信大流量卡ificate –bootstrap-ca-cert=db:Open_vSwitch,SSL,ca_cert –no-chdir –log-file=/var/log/openvswitch/ovsdb-server.log –pidfile=/var/run/openvswitch/ovsdb-server.pid –detach –monitor可以看出，ovsdb-server将配置信息保存在conf.db中，并通过db.sock提供服务，ovs-vswitchd通过这个db.sock从这个进程读取配置信息。/etc/openvswitch/conf.db是json格式的，可以通过命令ov电信大流量卡sdb-client dump将数据库结构打印出来。数据库结构包含如下的表格：
通过ovs-vsctl创建的所有的网桥，网卡，都保存在数据库里面，ovs-vswitchd会根据数据库里面的配置创建真正的网桥，网卡
ovs-dpctl 用来配置switch内核模块。
ovs-vsctl 查询和更新ovs-vswitchd的配置。
ovs-appctl 发送命令消息，运行相关daemon。
ovs-ofctl 查询和控制OpenFlow交换机和控制器3. 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。当然也有些数据包电信大流量卡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：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）；如果匹配电信大流量卡不成功，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）。
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；可以根据流表来设计自己的action，完成自己想要的功能。4. 术语与逻辑概念
在Openvswitch的使用中，为了能全面地理解Openvsw电信大流量卡itch的内部原理，我们需要对其中的术语和概念有所了解。
Bridge：即网桥，在Openvswitch中每个虚拟交换机（vswitch）都可以认为是一个网桥，因为Openvswitch在底层的通信是借助了网桥模块来实现的，同时我们通过brctl也能查看到ovs所创建的网桥设备。
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Datapath：即数据通路，在Openvswitch中每个Bridge我们都可以理解为Datapath，也就是说Datapath就是虚拟交换机。
如上图，每个Datapath项中我们都能看到存在几个Port项，它们其实就是虚拟交换机（datapath）上的端口。如上br-tun项中，port2就与远端的端口建电信大流量卡立了gre隧道。
Flowtable：即数据流表，根据之前对OpenFlow的介绍，我们已经了解了Openvswitch中利用openflow协议在实现虚拟交换机，而数据流表就是提供给Bridge/Datapath做数据操作的指令。
Port：即端口，这里的端口是指虚拟交换机逻辑上的接口，我们可以通过ovs-vsctl命令查看各个网桥（即虚拟交换机）上的接入的端口。
Patch：即连线，我们可以理解为传统交换机的Trunk，在这里就是网络节点和运算节点间ovs虚拟交换的联结。
下图为网络节点的br-int（用于VM的虚拟交换）。
下图为运算节点上的br-int，我们可以看到其中一个端口（vport）是和电信大流量卡网络节点的br-int交换进行联结的。它们的类型为“type:patch”，这样的联结就是Patch。
Tun/Tap：它们是Linux/Unix系统中的虚拟网络设备，TAP等同于以太网设备，操作L2层数据链路层的数据帧；TUN则是模拟L3网络层的设备，操作网络层的IP数据包。
在OVS中，其GRE隧道模式在底层的实现是由TUN支持的，而TAP设备则是用来分隔openvswitch中不同的subnet。
如下图，网络节点上两个TAP设备接入在br-int虚拟交换机中
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我们可以看到两个TAP设备的IP地址是在Openvswitch中创建的2个subnet网络的网关地址。
Vnet：即虚拟机的虚电信大流量卡拟网卡，在运算节点上可以看到OVS对于vnet的管理和传统的网桥模式不同，根据对设备物理地址的判断，应该是OVS采用了相应的tunneling技术。
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