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openvswitch总述

前面用了两天时间了解了OpenvSwitch的结构，今天参考其他资料加自己的心得做个总结

一. openvswitch的安装和使用

在前一篇文章中详细的介绍了OpenvSwitch的安装和使用，不再赘述

二. openvswitch的代码框架

openvswitch总述_第1张图片

上图（来自于别人的博客）简单但是很好的展示了OpenvSwitch的结构框架，最上面的远程层运行着OpenFlow控制器，可以是ryu，Floodlight等等，用来作为SDN的控制平面，下面两层：用户层和内核层分别为OpenvSwitch的具体逻辑实现，下面分别介绍：

首先介绍用户层

用户层的功能如下：作为守护程序他们实现了交换机和流表，是OpenvSwitch的核心，提供了一些组件去管理交换机，实现了数据库，对内核进行直接的管理

主要包含三个守护程序：ovs-vswitchd, ovsdb-server, ovs-brcompatd（暂时用不到）

ovs-vswitchd是交换机的核心，它实现了虚拟交换机，通过netlink协议直接和虚拟机进行通信。ovs-vswitchd将交换机的配置保存在数据库里面，修改也是通过数据库，这个数据库是通过ovsdb-server来直接管理的，因此ovs-vswitchd会通过Unix socket和ovsdb-server通信。

前面提到用户空间通过netlink和内核空间通信，netlink定义了一些命令，去get/set/add/delete datapath/flow/vport，在特定的数据包上执行操作。

控制datapath的命令有OVS_DP_CMD_UNSPEC, OVS_DP_CMD_NEW, OVS_DP_CMD_DEL, OVS_DP_CMD_GET, OVS_DP_CMD_SET

实现这些命令的对应的内核函数为ovs_dp_cmd_new(), ovs_dp_cmd_del(), ovs_dp_cmd_get(), ovs_dp_cmd_set()

对vport和flow定义了同样的函数，不再赘述

三. 数据包在OpenvSwitch中的处理流程

openvswitch总述_第2张图片

上图（来自于sdnlab.com）非常形象的展示了数据包的流向：一般的数据包在linux网络协议栈中的流向为黑色箭头流向，而如果有了OpenvSwitch，则是红色箭头流向。OpenvSwitch转发和接收数据包的处理流程不一样，分开讲述。

1. 转发

vport是OpenvSwitch定义的一个非常重要的模块，一旦他接收到数据包，他会通过这个数据包的2-4层来构建一个独一无二的键值，内核会用这个键值来查看流表，如果匹配成功，则会直接对数据包执行相应的操作，如果匹配不成功，OpenvSwitch会通过upcall函数将数据包传送给用户层，用户层守护程序-ovs-vswitchd会通过数据库确定数据包的目的端口，然后通过OVS_ACTION_ATTR_OUTPUT命令告诉内核应该将数据包转向哪个端口，OVS_PACKET_CMD_EXECUTE让内核执行刚才的命令。

2. 接收

和转发处理非常类似，但是他是通过vport绑定了网卡，注册了一个接收函数hook，一旦网卡接收到数据包，OpenvSwitch会将数据包转发给用户层进行处理。

除了上面提到的命令，内核还定义了一些操作

OVS_ACTION_ATTR_USERSPACE： 告诉内核将数据包转发给用户层

OVS_ACTION_ATTR_SET：更新数据包头

等等

四. 命令和缩写以及名词解释解释

  1. genl: generic netlink
  2. fast path 和slow path：这两个概念在FLowVisor里面就涉及过，fast path就是指在datapath中可以匹配成功流表，直接进行处理，如果匹配失败，则会上传到用户空间，消耗时间，这时slow path
  3. ovs-vsctl: openvswitch control：管理OpenvSwitch
  4. ovs-dpctl: dapapath control，不通过ovs-vswitchd来直接管理datapath
  5. ovsdb-client: 直接通过ovs-server数据库操作
  6. ovsdb-tool: 不通过ovs-server来直接操控数据库

至此，应该对OpenvSwitch有了很好的了解，如果按照程序再走一边流程，相信对OpenvSwitch的理解会更加加深一些。

 

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