openvSwitch 基本命令

建立ovs接口连接两个namespace组成二层网络

环境搭建拓扑

          br0
            +--------------------------------------+
            +--+                                +--+
        +---+  | tap1                       tap2|  +---+
        |   +--+                                +--+   |
        |   |                                      |   |
        |   +--------------------------------------+   |
        |                                              |
        |                                              |
        |                                              |
        |                                              |
+------------------+                      +-------------------+
|      tap1        |                      |           tap2    |
|192.168.1.102/24  |                      | 192.168.1.102/24  |
|                  |                      |                   |
|                  |                      |                   |
|                  |                      |                   |
|  namespace ns1   |                      |    namespace ns1  |
|                  |                      |                   |
+------------------+                      +-------------------+

　　

实现脚本：

ip netns add ns1
ip netns add ns2

ovs-vsctl add-br br0
ovs-vsctl add-port br0 tap1 -- set Interface tap1 type=internal

ip link set tap1 netns ns1
ip netns exec ns1 ip link set dev tap1 up

ovs-vsctl add-port br0 tap2 -- set Interface tap2 type=internal
ip link set tap2 netns ns2
ip netns exec ns2 ip link set dev tap2 up

ip netns exec ns1 ip addr add 192.168.1.102/24 dev tap1
ip netns exec ns2 ip addr add 192.168.1.101/24 dev tap2

ip netns exec ns1 ip link set lo up
ip netns exec ns2 ip link set lo up
ip netns exec ns1 ping -c 4 192.168.1.102
ip netns exec ns1 ping -c 4 192.168.1.101

　

建立vlan二层网络

环境搭建拓扑

             br0                trunk vlan tag 10,11           br1
                +------------------------+                       +------------------------+
                |                        | tag10           tag10 |                        |
                |              trunk_br0 +-----------------------+trunk_br1               |
                |                        +-----------------------+                        |
                |                        | tag11           tag11 |                        |
                |tap1               tap2 |                       |  tap3                  |
                +------------------------+                       +------------------------+
                  |tag 10        tag11|                         tag10|
                  |                   |                              |
                  |                   |                              |
192.168.1.101/24  |                   | 192.168.1.102/24             | 192.168.1.103/24
              +-------+          +-------+                        +-------+
              | tap1  |          | tap2  |                        |tap3   |
              |       |          |       |                        |       |
              |       |          |       |                        |       |
              |       |          |       |                        |       |
              |       |          |       |                        |       |
              +-------+          +-------+                        +-------+
              ns1                 ns2                               ns3

　　

环境实现脚本

ip netns add ns1
ip netns add ns2

ovs-vsctl add-br br0
ovs-vsctl add-port br0 tap1 -- set Interface tap1 type=internal

ovs-vsctl set Port tap1  tag=10

ip link set tap1 netns ns1
ip netns exec ns1 ip link set dev tap1 up

ovs-vsctl add-port br0 tap2 -- set Interface tap2 type=internal
ovs-vsctl set Port tap2  tag=11

ip link set tap2 netns ns2
ip netns exec ns2 ip link set dev tap2 up

ip netns exec ns1 ip addr add 192.168.1.101/24 dev tap1
ip netns exec ns2 ip addr add 192.168.1.102/24 dev tap2

ip netns exec ns1 ip link set lo up
ip netns exec ns2 ip link set lo up

ovs-vsctl add-br br1
ovs-vsctl add-port br1 tap3 -- set Interface tap3 type=internal

ovs-vsctl add-port br0 trunk_br0 trunks=10,11  -- set Interface trunk_br0 type=patch options:peer=trunk_br1
ovs-vsctl add-port br1 trunk_br1 trunks=10,11 -- set Interface trunk_br1 type=patch options:peer=trunk_br0

ip netns add ns3
ip link set tap3 netns ns3
ip netns exec ns3 ip addr add 192.168.1.103/24 dev tap3
ip netns exec ns3 ip link set dev tap3 up
ovs-vsctl set Port tap3 tag=10

ip netns exec ns3 ping -c 4 192.168.1.101
ip netns exec ns3 ping -c 4 192.168.1.102

　　

说明：

• br0和br1两个交换机之间连接使用的是patch口，在创建时候需要指明peer（对端口）选项

• ovs-vsctl add-port br0 trunk_br0 trunks=10,11  -- set Interface trunk_br0 type=patch options:peer=trunk_br1
  ovs-vsctl add-port br1 trunk_br1 trunks=10,11 -- set Interface trunk_br1 type=patch options:peer=trunk_br0
  

  br0和br1两个交换机之间连接在trunk口附加上tag10和tag11

• 结论

  ns3:tap3:vlan10 能ping通ns1:tap1:vlan10 因为ns3和ns1属于同一个vlan；同时无法ping通ns2

ovs vlan报文转发原理探究

环境搭建拓扑

       first_ns         second_ns       third_ns
    +-----------+    +-----------+    +-----------+
    |           |    |           |    |           |
    |           |    |           |    |           |
    |           |    |           |    |           |
    |    first_br    |      second_br |   third_br|
    +-----------+    +-----------+    +-----------+
10.0.0.4/24          10.0.0.5/24            |  10.0.0.6/24
         |                 |                |
         |                 |                |
         |tag 10           | 无 tag          | trunk 11,12
     +------------------------------------------+
     |    first_br       second_br       third_br
     |                                          |
     |                   br0                    |
     |                                          |
     +------------------------------------------+
           | tag 10
           |
           |
           |
           |
           |10.0.0.1/24
    +------------+
    |            |
    |            |
    |            |
    |            |
    +------------+
      ns1

　　

搭建网络脚本

ovs-vsctl add-br br0

ovs-vsctl add-port br0 first_br -- set Interface first_br type=internal
ovs-vsctl set Port first_br  tag=10 

ip netns add first
ip link set first_br netns first
ip netns exec first ip addr add 10.0.0.4/24 dev first_br
ip netns exec first ip link set dev first_br up

ip netns add ns1
ovs-vsctl add-port br0 tap1 -- set Interface tap1 type=internal
ovs-vsctl set Port tap1  tag=10
ip link set tap1 netns ns1
ip netns exec ns1 ip link set lo up
ip netns exec ns1 ip link set dev tap1 up
ip netns exec ns1 ip addr add 10.0.0.1/24 dev tap1

ovs-vsctl add-port br0 second_br -- set Interface second_br type=internal

ip netns add second
ip link set second_br netns second
ip netns exec second ip addr add 10.0.0.5/24 dev second_br
ip netns exec second  ip link set dev second_br up

ovs-vsctl add-port br0 third_br trunks=11,12 -- set Interface third_br type=internal

ip netns add third
ip link set third_br netns third
ip netns exec third ip addr add 10.0.0.6/24 dev third_br
ip netns exec third ip link set dev third_br up

　　

实验过程：
进入netns1，一直ping 10.0.0.4，在netns first、second、third分别抓包

实验记录

• first抓取报文

• root@controller-VirtualBox:~# ip netns exec first tcpdump  -n -e -i first_br arp
  tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
  listening on first_br, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
  15:47:54.636790 9a:03:f1:61:48:9d > ff:ff:ff:ff:ff:ff, ethertype ARP (0x0806), length 42: Request who-has 10.0.0.4 tell 10.0.0.1, length 28
  15:47:54.636808 4e:cc:d6:5a:53:f4 > 9a:03:f1:61:48:9d, ethertype ARP (0x0806), length 42: Reply 10.0.0.4 is-at 4e:cc:d6:5a:53:f4, length 28
  

  　　

• 抓到arp广播包

　　　　　second抓取报文

root@controller-VirtualBox:~# ip netns exec second tcpdump  -n -e -i second_br arp
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on second_br, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes
15:49:40.345271 9a:03:f1:61:48:9d > ff:ff:ff:ff:ff:ff, ethertype 802.1Q (0x8100), length 46: vlan 10, p 0, ethertype ARP, Request who-has 10.0.0.4 tell 10.0.0.1, length 28

　　

抓到arp广播包

third抓取报文

root@controller-VirtualBox:~# ip netns exec third tcpdump  -n -e -i third_br arp
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode
listening on third_br, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 262144 bytes

　　

没有抓到arp广播

结论

• trunk port
  （1）这个port不配置tag，配置trunks，如果trunks为空，则所有的VLAN都trunk，也就意味着对于所有的VLAN的包，本身带什么VLAN ID，就是携带者什么VLAN ID，
  （2）如果没有设置VLAN，就属于VLAN 0，全部允许通过。
  （3）如果trunks不为空，则仅仅带着这些VLAN ID的包通过。
• access port
  （1）这个port配置tag，从这个port进来的包会被打上这个tag，
  （2）从其他的trunk port中进来的本身就带有VLAN ID的包，如果VLAN ID等于tag，则会从这个port发出，
  （3）从其他的access port上来的包，如果tag相同，也会被forward到这个port。
  （4）从access port发出的包不带VLAN ID。
  （5）如果一个本身带VLAN ID的包到达access port，即便VLAN ID等于tag，也会被抛弃。

openvswitch概念补充

几个重要的概念

• Bridge: Bridge 代表一个以太网交换机（Switch），一个主机中可以创建一个或者多个 Bridge 设备。
• Port: 端口与物理交换机的端口概念类似，每个 Port 都隶属于一个 Bridge。
• Interface: 连接到 Port 的网络接口设备。在通常情况下，Port 和 Interface 是一对一的关系, 只有在配置 Port 为 bond 模式后，Port 和 Interface 是一对多的关系。
• Controller: OpenFlow 控制器。OVS 可以同时接受一个或者多个 OpenFlow 控制器的管理。
• datapath: 在 OVS 中，datapath 负责执行数据交换，也就是把从接收端口收到的数据包在流表中进行匹配，并执行匹配到的动作。
• Flow table: 每个 datapath 都和一个“flow table”关联，当 datapath 接收到数据之后， OVS 会在 flow table 中查找可以匹配的 flow，执行对应的操作, 例如转发数据到另外的端口。