首页 > 其他分享 >软件定义网络-OpenvSwitch

软件定义网络-OpenvSwitch

时间:2023-10-21 23:32:55浏览次数:32  
标签:定义 IP OpenvSwitch 网络 MAC 内核 规则 软件

软件定义网络(SDN)。它主要有以下三个特点:

软件定义网络-OpenvSwitch_SDN

软件定义网络-OpenvSwitch_SDN_02编辑

  • 控制与转发分离:转发平面就是一个个虚拟或者物理的网络设备,就像小区里面的一条条路。控制平面就是统一的控制中心,就像小区物业的监控室。它们原来是一起的,物业管理员要从监控室出来,到路上去管理设备,现在是分离的,路就是走人的,控制都在监控室。
  • 控制平面与转发平面之间的开放接口:控制器向上提供接口,被应用层调用,就像总控室提供按钮,让物业管理员使用。控制器向下调用接口,来控制网络设备,就像总控室会远程控制电梯的速度。这里经常使用两个名词,前面这个接口称为北向接口,后面这个接口称为南向接口,上北下南嘛。
  • 逻辑上的集中控制:逻辑上集中的控制平面可以控制多个转发面设备,也就是控制整个物理网络,因而可以获得全局的网络状态视图,并根据该全局网络状态视图实现对网络的优化控制,就像物业管理员在监控室能够看到整个小区的情况,并根据情况优化出入方案。

OpenFlow 是 SDN 控制器和网络设备之间互通的南向接口协议,OpenvSwitch 用于创建软件的虚拟交换机。OpenvSwitch 是支持 OpenFlow 协议的,当然也有一些硬件交换机也支持 OpenFlow 协议。它们都可以被统一的 SDN 控制器管理,从而实现物理机和虚拟机的网络连通。

软件定义网络-OpenvSwitch_SDN_03

在 OpenvSwitch 里面,有一个流表规则,任何通过这个交换机的包,都会经过这些规则进行处理,从而接收、转发、放弃。

那流表长啥样呢?其实就是一个个表格,每个表格好多行,每行都是一条规则。每条规则都有优先级,先看高优先级的规则,再看低优先级的规则。

软件定义网络-OpenvSwitch_SDN_04

对于每一条规则,要看是否满足匹配条件。这些条件包括,从哪个端口进来的,网络包头里面有什么等等。满足了条件的网络包,就要执行一个动作,对这个网络包进行处理。可以修改包头里的内容,可以跳到任何一个表格,可以转发到某个网口出去,也可以丢弃。

通过这些表格,可以对收到的网络包随意处理。

软件定义网络-OpenvSwitch_SDN_05

通过上面的表格可以看出,简直是想怎么处理怎么处理,可以覆盖 TCP/IP 协议栈的四层。

对于物理层

  • 匹配规则包括从哪个口进来;
  • 执行动作包括从哪个口出去。

对于 MAC 层:

  • 匹配规则包括:源 MAC 地址是多少?(dl_src),目标 MAC 是多少?(dl_dst),所属 vlan 是多少?(dl_vlan);
  • 执行动作包括:修改源 MAC(mod_dl_src),修改目标 MAC(mod_dl_dst),修改 VLAN(mod_vlan_vid),删除 VLAN(strip_vlan),MAC 地址学习(learn)。

对于网络层

  • 匹配规则包括:源 IP 地址是多少?(nw_src),目标 IP 是多少?(nw_dst)。
  • 执行动作包括:修改源 IP 地址(mod_nw_src),修改目标 IP 地址(mod_nw_dst)。

对于传输层:

  • 匹配规则包括:源端口是多少?(tp_src),目标端口是多少?(tp_dst)。
  • 执行动作包括:修改源端口(mod_tp_src),修改目标端口(mod_tp_dst)。

总而言之,对于 OpenvSwitch 来讲,网络包到了手里,就是一个 Buffer,想怎么改怎么改,想发到哪个端口就发送到哪个端口。

在 OpenvSwitch 里面,有个 bond_mode,可以设置为以下三个值:

  • active-backup:一个连接是 active,其他的是 backup,只有当 active 失效的时候,backup 才顶上;
  • balance-slb:流量按照源 MAC 和 output VLAN 进行负载均衡;
  • balance-tcp:必须在支持 LACP 协议的情况下才可以,可根据 L2、L3、L4 进行负载均衡(L2、L3、L4 指的是网络协议 2、3、4 层)

OpenvSwitch 包含很多的模块,在用户态有两个重要的进程,也有两个重要的命令行工具。

  • 第一个进程是 OVSDB 进程。ovs-vsctl 命令行会和这个进程通信,去创建虚拟交换机,创建端口,将端口添加到虚拟交换机上,OVSDB 会将这些拓扑信息保存在一个本地的文件中。
  • 第二个进程是 vswitchd 进程。ovs-ofctl 命令行会和这个进程通信,去下发流表规则,规则里面会规定如何对网络包进行处理,vswitchd 会将流表放在用户态 Flow Table 中。

在内核态,OpenvSwitch 有内核模块 OpenvSwitch.ko。他会在网卡上注册一个函数,每当有网络包到达网卡的时候,这个函数就会被调用。

在内核的这个函数里面,会拿到网络包,将各个层次的重要信息拿出来,例如:

  • 在物理层,会拿到 in_port,即包是从哪个网口进来的;
  • 在 MAC 层,会拿到源和目的 MAC 地址;
  • 在 IP 层,会拿到源和目的 IP 地址;
  • 在传输层,会拿到源和目的端口号。

在内核中,还有一个内核态 Flow Table。接下来内核态模块在这个内核态的流表中匹配规则,如果匹配上了,就执行相应的操作,比如修改包,或者转发,或者放弃。如果内核没有匹配上,这个时候就需要进入用户态,用户态和内核态之间通过 Linux 的一个机制叫 Netlink,来进行相互通信。

内核通过 upcall,告知用户态进程 vswitchd,在用户态的 Flow Table 里面去匹配规则,这里面的规则是全量的流表规则,而内核态的 Flow Table 只是为了做快速处理,保留了部分规则,内核里面的规则过一段时间就会过期。

当在用户态匹配到了流表规则之后,就在用户态执行操作,同时将这个匹配成功的流表通过 reinject 下发到内核,从而接下来的包都能在内核找到这个规则,来进行转发。

这里调用 openflow 协议的,是本地的命令行工具。当然你也可以是远程的 SDN 控制器来进行控制,一个重要的 SDN 控制器是 OpenDaylight。

下面这个图就是 OpenDaylight 中看到的拓扑图。

软件定义网络-OpenvSwitch_SDN_06

我们可以通过在 OpenDaylight 里,将两个交换机之间配置通,也可以配置不通,还可以配置一个虚拟 IP 地址为 VIP,在不同的机器之间实现负载均衡等等,所有的策略都可以灵活配置。


标签:定义,IP,OpenvSwitch,网络,MAC,内核,规则,软件
From: https://blog.51cto.com/key3feng/7970089

相关文章

  • 在JavaScript中,如何检查空字符串、未定义或空值?
    内容来自DOChttps://q.houxu6.top/?s=在JavaScript中,如何检查空字符串、未定义或空值?JavaScript中是否有string.Empty,还是需要单独检查""?空字符串、未定义、空值等要检查一个真值:if(strValue){//strValue是一个非空字符串,true,42,Infinity,[],等等}要检查一个假......
  • an软件-中文版An下载 Adobe Animate 2022软件激活版
    AdobeAnimate支持多平台输出,可以将动画导出为HTML5、视频、SWF和AIR等格式,以适应不同的应用环境和设备。软件地址:看置顶帖物竞天择,适者生存,这是亘古不变的道理。面对生活中的困难,人生路上的挫折,我们只有足够坚强,足够勇敢,足够强大,才能战胜这一切。人活着要明白,你所有的负面,都源于你......
  • AN软件-免费下载-中文直装版安装 软件激活版
    AdobeAn是由Adobe公司开发的一款专业的动画制作软件。根据软件大数据显示An提供了丰富的动画制作工具和选项,包括绘图工具、图层控制、关键帧编辑、时间轴管理、动画缓动等等,可以帮助用户制作出流畅、精美的动画作品。值得注意的是它还具有先进的音频和视频编辑工具,用户可以使用它......
  • AdobeXD全版本XD安装包下载XD中文版直装 软件激活版
    AdobeXD软件全称AdobeeXperienceDesign,它是一款功能很强大的人机交互设计软件,支持网站,移动应用原型UX/UI的设计,免费的网页设计和移动应用的用户体验,将视觉设计、交互设计、原型制作、共享功能集于一体,为不同平台的用户提供了原型使用工具。软件地址:看置顶帖岁月无情,芳华易逝,曾经......
  • XD中文版下载安装-Adobe XD官方正版 软件激活版
    众所周知,现在有很多软件界面和科技图标都采用了UI图像设计,作为一名平面设计师,日常工作也是需要去制作UI图标的,今日小编特意为大家带来了这款:AdobeXD44官方中文版,全称为:AdobeExperienceDesignCC44,是由著名的Adobe公司制作推出的一款非常专业的UI设计软件,软件主要是帮助用户们去......
  • an软件怎么下载|动画设计软件|中文直装版下载 软件激活版
    AdobeAnimate2022SP是adobe最新发布的一款二维动画制作软件。相信大家对这款软件都不陌生。最重要的是帮助设计师设计交互式矢量图形和位图动画,并支持制作后快速发布到多个平台,包括HTML5Canvas、WebGL、Flash/AdobeAIR和自定义平台,让用户在桌面、移动和电视。同时,该软件应......
  • windows下的深度学习环境软件版本(cuda/cudnn/pytorch)
    为了方便多个深度学习框架的环境配置,推荐使用anoconda进行搭建。1.anaconda/miniconda下载地址anacoonda官方下载地址:FreeDownload|Anacondaminiconda官方下载地址: LatestMinicondainstallerlinksbyPythonversion—minicondadocumentation清华镜像源的下载地......
  • 无涯教程-AWK - 自定义函数
    函数是程序的基本构建块,AWK允许我们定义自己的函数,大型程序可以分为函数,每个函数可以独立编写/测试。它提供了代码的可重用性。下面给出的是用户定义函数的一般格式-functionfunction_name(argument1,argument2,...){functionbody}在此语法中,function_name是用户......
  • Java基础 自定义异常
    自定义异常的意义:让控制台的报错信息更加见名知意 步骤:1.定义异常类,类名要见名知意2.写继承关系。如果定义的异常是运行时异常,要继承RuntimeException;如果是编译时异常,直接继承Exception3.写空参构造4.写带参构造......
  • ubuntu 20.1 (linux) 下软件安装教程(基本上都是使用命令行安装)
    一、node1.安装教程#第二步,添加源后安装需要什么版本直接替换后面的数字即可,如果需要21,直接将20替换为21就可以了curl-sLhttps://deb.nodesource.com/setup_20.x|sudo-Ebash-#开始进行安装sudoaptinstall-ynodejs#https://learnku.com/articles/42581#......