Open vSwitch简述
一、基础术语
1、Packet (数据包):网络转发的最小数据单元,每个包都来自某个端口,最终会被发往一个或多个目标端口,转发数据包的过程就是网络的唯一功能。
2、Bridge (网桥):Open vSwitch中的网桥对应物理交换机,其功能是根据一定流规则,把从端口收到的数据包转发到另一个或多个端口。
3、Port (端口):端口是收发数据包的单元。在Open vSwitch中,每个端口都属于一个特定的网桥,端口收到的数据包会经过流规则的处理,发往其他端口;也会把其他端口来的数据包发送出去。Open vSwitch支持的端口有以下几种:
1)Normal Port:用户可以把操作系统中的网卡绑定到Open vSwitch上,Open vSwitch会生成一个普通端口处理这块网卡进出的数据包。
2)Internal Port:当设置端口类型为internal,Open vSwitch会创建一快虚拟网卡,此端口收到的所有数据包都会交给这块网卡,网卡发出的包会通过这个端口交给Open vSwitch。当Open vSwitch创建一个新网桥时,默认会创建一个与网桥同名的Internal Port。
3)Patch Port:当机器中有多个Open vSwitch网桥时,可以使用Patch Port把两个网桥连起来。Patch Port总是成对出现,分别连接在两个网桥上,在两个网桥之间交换数据。Patch Port是机房术语,特指用于切换网线连接的接线卡。此卡上面网口成对出现,当需要把两台设备连接起来时,只需要把两台设备接入同一对网口即可。
4)Tunnel Port: 隧道端口是一种虚拟端口,支持使用gre或vxlan等隧道技术与位于网络上其他位置的远程端口通讯。
4、Interface (iface/接口):接口是Open vSwitch与外部交换数据包的组件。一个接口就是操作系统的一块网卡,这块网卡可能是Open vSwitch生成的虚拟网卡,也可能是物理网卡挂载在Open vSwitch上,也可能是操作系统的虚拟网卡(TUN/TAP)挂载在Open vSwitch上。
5、Flow (流):定义了端口之间数据包的交换规则。每条流分为匹配和动作两部分,匹配部分选择哪些数据包需要可以通过这条流处理,动作决定这些匹配到的数据包如何转发。流描述了一个网桥上,端口到端口的转发规则。
6、Datapath:由于流可能非常复杂,对每个进来的数据包都去尝试匹配所有流,效率会非常低,所以有了datapath这个东西。Datapath是流的一个缓存,会把流 的执行结果保存起来,当下次遇到匹配到同一条流的数据包,直接通过datapath处理。考虑到转发效率,datapath完全是在内核态实现的,并且默 认的超时时间非常短,大概只有3秒左右。
二、数据包的数据流程图:
收到数据包后,会交给datapath内核模块处理,当匹配到对应的datapath会直接输出,如果没有匹配到,会交给用户态的ovs- vswitchd查询flow,用户态处理后,会把处理完的数据包输出到正确的端口,并且设置新的datapath规则,后续数据包可以通过新的 datapath规则实现快速转发。
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