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数据面就是以用户态的 ovs-vswitchd 和内核态的 datapath 为主的转发模块，以及与之相关联的数据库模块 ovsdb-server，控制面主要是由 ovs-ofctl 模块负责，基于 OpenFlow 协议与数据面进行交互。而管理面则是由 OVS 提供的各种工具来负责，这些工具的提供也是为了方便用户对底层各个模块的控制管理，提高用户体验。下面就对这些工具进行一个逐一的阐述。
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ovs-ofctl：这个是控制面的模块，但本质上它也是一个管理工具，主要是基于 OpenFlow 协议对 OpenFlow 交换机进行监控和管理，通过它可以显示一个 OpenFlow 交换机的当前状态，包括功能、配置和表中的项。使用时，有很多参数，我们可以通过 ovs-ofctl --help 查看。
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. {4 n9 z8 U; q, U8 V1 B常用命令：
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ovs-ofctl show switch-name ：输出交换机信息，包括其流量表和端口信息。, c9 s( _* m6 b! z4 \5 H( o
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ovs-ofctl dump-ports switch-name：输出交换机的端口统计信息，包括收发包、丢包、错误包等数量。
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9 W5 g! {$ t; Bovs-ofctl add-flow switch-name：为交换机配置流策略。3 [' i2 r7 M& h, ^5 V( S* I
ovs-dpctl：用来配置交换机的内核模块 datapath，它可以创建，修改和删除 datapath，一般，单个机器上的 datapath 有 256 条（0-255）。一条 datapath 对应一个虚拟网络设备。该工具还可以统计每条 datapath 上的设备通过的流量，打印流的信息等，更过参数通过 ovs-dpctl --help 查看。" H. y0 V o& x) M# `1 S
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常用命令：6 g9 L" u' Q, ] G
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ovs-dpctl show ：显示所有 datapath 的基本信息。4 r7 l2 S! I0 n; J+ [; j
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ovs-dpctl dump-dps ：显示所有 datapath 的名字。. B/ L/ Z3 r& G0 s7 G& y' S
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ovs-dpctl dump-flows DP ：显示一条 datapath DP 上的流信息。6 L- F3 ]. W5 g! I a1 p9 E
ovs-appctl：查询和控制运行中的 OVS 守护进程，包括 ovs-switchd，datapath，OpenFlow 控制器等，兼具 ovs-ofctl、ovs-dpctl 的功能，是一个非常强大的命令。ovs-vswitchd 等进程启动之后就以一个守护进程的形式运行，为了能够很好的让用户控制这些进程，就有了这个命令。详细可以 ovs-appctl --help 查看。8 Y8 q; Y. K. O
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ovs-vsctl：查询和更新 ovs-vswitchd 的配置，这也是一个很强大的命令，网桥、端口、协议等相关的命令都由它来完成。此外，还负责和 ovsdb-server 相关的数据库操作。# Z0 D# {/ K4 f9 G. @) R% t/ h Q
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/ i1 \) t0 W/ {, O' e常用命令：
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4 X1 Z: E2 V f, ~) o/ r- i3 Vovs-vsctl show ：显示主机上已有的网桥及端口信息。
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ovs-vsctl add-br br0：添加网桥 br0。
, K2 n6 c0 X, ~: f! B5 s6 o7 novsdb-client：访问 ovsdb-server 的客户端程序，通过 ovsdb-server 执行一些数据库操作。2 U$ R6 \6 d/ [! @- {$ J
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常用命令：5 g& ~! d! C5 a" A1 e5 R6 H
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ovsdb-client dump：用来查看ovsdb内容。
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ovsdb-client transact ：用来执行一条类 sql。7 w* l; X% X1 g# T1 y
ovsdb-tool：和 ovsdb-client 要借助 ovsdb-server 才能进行相关数据库操作不同，ovsdb-tool 可以直接操作数据库。- H- ~8 q6 p$ R! V+ a! R" A L
9 x, l. e! Z, ]/ aOVS 源码结构#
: w. y& Y% f- eOVS 源码结构中，主要包含以下几个主要的模块，数据交换逻辑在 vswitchd 和 datapath 中实现，vswitchd 是最核心的模块，OpenFlow 的相关逻辑都在 vswitchd 中实现，datapath 则不是必须的模块。ovsdb 用于存储 vswitch 本身的配置信息，如端口、拓扑、规则等。控制面部分采用的是 OVS 自家实现的 OVN，和其他控制器相比，OVN 对 OVS 和 OpenStack 有更好的兼容性和性能。
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从图中可以看出 OVS 的分层结构，最上层 vswitchd 主要与 ovsdb 通信，做配置下发和更新等，中间层是 ofproto ，用于和 OpenFlow 控制器通信，并基于下层的 ofproto provider 提供的接口，完成具体的设备操作和流表操作等工作。& c# T2 K8 k$ p
. a. A; [" B: d/ E2 q5 mdpif 层实现对流表的操作。
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netdev 层实现了对网络设备（如 Ethernet）的抽象，基于 netdev provider 接口实现多种不同平台的设备，如 Linux 内核的 system, tap, internal 等，dpdk 系的 vhost, vhost-user 等，以及隧道相关的 gre, vxlan 等。, p& D$ r9 F2 j+ {! _$ o
! J$ V6 o6 Z" w7 T& H& M5 c7 w# }8 u数据转发流程#" f# r9 G6 P! P, M, P9 X0 l
通过一个例子来看看 OVS 中数据包是如何进行转发的。
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1）ovs 的 datapath 接收到从 ovs 连接的某个网络端口发来的数据包，从数据包中提取源/目的 IP、源/目的 MAC、端口等信息。/ o; R: x. u# p
& O, B4 G/ z" d* J: d; g2 t% Y2）ovs 在内核态查看流表结构（通过 hash），如果命中，则快速转发。$ E/ t; V3 `4 x
, E2 W. b5 X8 k$ R( x3）如果没有命中，内核态不知道如何处置这个数据包，所以，通过 netlink upcall 机制从内核态通知用户态，发送给 ovs-vswitchd 组件处理。
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3 S% D6 {2 ]" h, \5 _0 Q4）ovs-vswitchd 查询用户态精确流表和模糊流表，如果还不命中，在 SDN 控制器接入的情况下，经过 OpenFlow 协议，通告给控制器，由控制器处理。
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5）如果模糊命中， ovs-vswitchd 会同时刷新用户态精确流表和内核态精确流表，如果精确命中，则只更新内核态流表。 s' V9 {* |0 H* ]3 m
9 v @# O4 E: d" g. p+ i6）刷新后，重新把该数据包注入给内核态 datapath 模块处理。
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2 y9 V9 f7 @% ^7）datapath 重新发起选路，查询内核流表，匹配；报文转发，结束。 |
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发表于 2019-10-18 11:00:53