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sbhTWR
Asked: 2019-07-05 11:29:46 +0800 CST

打开 vSwitch 数据路径和 linux 网桥

  • 772

我试图了解 Open vSwitch 如何利用 linux 基础架构的内部机制，特别是 OVS 网桥和 br-xx（linux 网桥）之间的区别。我是这个领域的新手，所以我可能在很多方面都错了。

背景：到目前为止，我知道要创建虚拟网络，可以使用网络命名空间来模拟主机（网络的端点），并且可以使用 veth 对作为连接两个节点的链接。此外，使用 iproute2 包，可以设置网桥（br-xx）并向其添加虚拟接口，从而完成虚拟网络。

为了了解 OVS 网桥和 linux 网桥（由 iproute2 创建）之间的区别，我浏览了 mininet 代码。我可以弄清楚的一件事是 mininet 依赖 ovs-vsctl 来创建 OVS 网桥。我探索了 OVS 代码以弄清楚它们实际上是如何设置的，以及它们与 linux 网桥有何不同，但没有取得多大成功。

问题：OVS 网桥（使用 ovs-vsctl 创建）和 linux 网桥（使用 iproute2 创建）在内部有何不同？我直观地感觉它们都基于两个不同的内核模块在后面（在Open vSwitch的上下文中它称为datapath，不确定linux桥的内核模块的名称）。我的直觉对吗？如果是，我如何创建自己的内核模块并使用它作为“后端”建立一个桥接器？

networking bridge

1 个回答

  1. Best Answer

    在这里分享一些理解，这可能不像你想的那么低层次，因为我没有在这个层次/方面投入太多精力。

    首先，Linux 桥接器依赖内核堆栈进行简单的 L2 转发。换句话说：根据映射规则转发数据包src_mac，in_port存储在系统ARP缓存中。

    列出转发规则（映射）iproute2：

    $ ip neigh show
192.168.157.2 dev ens33 lladdr f0:50:54:fd:b2:34 STALE
192.168.157.254 dev ens33 lladdr f0:50:54:fd:b2:34 STALE

    使用老式（但打印精美）arp命令：

    $ arp -n
Address                  HWtype  HWaddress           Flags Mask            Iface
192.168.157.2            ether   f0:50:54:fd:b2:34   C                     ens33
192.168.157.254          ether   f0:50:54:fd:b2:34   C                     ens33

    此外，所有常规网络工具都可以在 Linux 网桥上的设备（veth pair、tun/tap）上运行良好。

    相比之下，OVS 维护自己的转发表和转发规则，分别称为flow table和flow。一旦数据包进入 OVS 网桥，它将与流（规则）匹配，然后执行规则中指定的操作。这种转发机制更加灵活、可扩展，最重要的是——可编程。

    以下面流表中的第二条规则为例：

    $ ovs-ofctl dump-flows br-int
NXST_FLOW reply (xid=0x4):
 cookie=0x9661, duration=8986958.206s, table=0, n_packets=2285, n_bytes=82852, idle_age=0, hard_age=65534, priority=1 actions=NORMAL
 cookie=0x9661, duration=2944224.063s, table=0, n_packets=148, n_bytes=32018, idle_age=0, hard_age=65534, priority=3,in_port=1,dl_vlan=18 actions=mod_vlan_vid:43,NORMAL
 cookie=0x9661, duration=8986823.648s, table=0, n_packets=9151, n_bytes=17148, idle_age=0, hard_age=65534, priority=3,in_port=1,dl_vlan=21 actions=mod_vlan_vid:7,NORMAL
    • in_port=1匹配标准：来自端口 1 ( ) 和 vlan 标签 18 ( dl_vlan=18)的入口数据包（到此 OVS 网桥）
    • 行动：修改数据包的vlan标签为43（ ），然后在这个OVS网桥（）内mod_vlan_vid=43进行正常的L2转发（）NORMALbr-int

    相应src_mac:in_port的映射也存储在它自己的fdb（转发数据库）中：

    $ ovs-appctl fdb/show br-int
 port  VLAN  MAC                Age
    1     5  fb:26:3f:e8:1e:1c  298
    1     8  fb:26:3f:b7:26:55  297

    具体来说，如果流表中没有指定其他规则，OVS 网桥将遵循默认规则 ( action=NORMAL)，该规则执行正常的 L2 转发，就像普通的 Linux 网桥一样。

    其次，随着 OVS 从内核堆栈中提升数据包，因此依赖于内核堆栈的网络工具可能会停止在 OVS 设备（端口）上工作，例如无法tcpdump捕获 OVS 上的任何数据包patch port，并且iptables规则将无法在 OVS 端口上工作任何一个。

    第三，关于实现：Linux桥接器非常直接，可能是内核堆栈中最早的网络设备之一，并且只有数百行代码，请查看Kernel 5.1中的代码。相反，OVS 代码要复杂得多，因为它要处理很多事情，才能像可编程、强大、高效和全功能的 OpenFlow 交换机一样工作。如果您想快速了解一下，请查看早期版本（功能较少）。

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