ovs-docker 原理及源码简析

ovs-docker结合openvswitch(ovs)和docker,为docker容器提供虚拟网络。该脚本通过ip link创建veth pair,连接ovs网桥和容器,实现网络隔离。ovs-docker提供添加、删除端口等功能,方便在docker中测试ovs网络拓扑。源码分析涉及netns,用于网络命名空间的隔离,以及ip netns工具,用于操作虚拟网络环境。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

ovs 与 docker

ovs 即 openvswitch 是一个开源虚拟交换机,支持 openflow ,具备丰富的功能。docker 是一个容器虚拟化技术,基于 Linux 容器技术(LXC),能够模拟出从用户角度是独立系统环境的容器,它主要利用了 Linux namespace 和 cgroups 实现。docker 起初在网络方面支持的不好,目前 docker 则提供了多种网络模式,其中网桥则是使用 Linux 自带的网桥实现。

作为虚拟网络的代表,docker 使用网桥可以通过 ovs 提供的脚本 ovs-docker 实现。源码很简单,主要是通过 ip link 创建 veth pair ,分别将两端添加给容器以及 ovs 网桥上,并连接上 ovs 的虚拟网桥, 以下将简单分析 ovs-docker 脚本.

通过 ovs-docker 可以用 docker 配合测试 ovs 的拓扑结构。

ovs-docker 脚本的功能

ovs-docker 只提供四个基本操作即,脚本需要主机安装 ip 工具包:

ovs-docker add-port , 给 docker 增加一个 interface
ovs-docker del-port , 删除 docker 的一个 interface
ovs-docker del-ports , 删除 docker 上的所有 interface
ovs-docker set-vlan , 设置一个 vlan

源码:

#!/bin/bash
# Copyright (C) 2014 Nicira, Inc.
#
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
# you may not use this file except in compliance with the License.
# You may obtain a copy of the License at:
#
#     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
#
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
# See the License for the specific language governing permissions and
# limitations under the License.

# Check for programs we'll need.
search_path () {
    save_IFS=$IFS
    IFS=:
    for dir in $PATH; do
        IFS=$save_IFS
        if test -x "$dir/$1"; then
            return 0
        fi
    done
    IFS=$save_IFS
    echo >&2 "$0: $1 not found in \$PATH, please install and try again"
    exit 1
}

ovs_vsctl () {
    ovs-vsctl --timeout=60 "$@"
}

create_netns_link () {
    mkdir -p /var/run/netns
    if [ ! -e /var/run/netns/"$PID" ]; then
        ln -s /proc/"$PID"/ns/net /var/run/netns/"$PID"
        trap 'delete_netns_link' 0
        for signal in 1 2 3 13 14 15; do
            trap 'delete_netns_link; trap - $signal; kill -$signal $$' $signal
        done
    fi
}

delete_netns_link () {
    rm -f /var/run/netns/"$PID"
}

get_port_for_container_interface () {
    CONTAINER="$1"
    INTERFACE="$2"

    PORT=`ovs_vsctl --data=bare --no-heading --columns=name find interface \
             external_ids:container_id="$CONTAINER"  \
             external_ids:container_iface="$INTERFACE"`
    if [ -z 
<think>嗯,用户想了解OVS-DPDK的工作原理。我需要先回顾一下之前提供的参考资料,然后整理出一个清晰的解释。首先,OVS-DPDK是Open vSwitch结合DPDK的优化版本,对吧?根据引用[2],DPDK加速的OVS和原始OVS的主要区别在于数据路径的处理。原始OVS需要通过内核模块openvswitch.ko处理数据包,而OVS-DPDK通过DPDK的PMD驱动直接将报文送到用户态的ovs-vswitchd进程,避免了内核态的开销。 接下来,用户态快速路径dpif-netdev取代了原来的内核datapath,这一点在引用[4]中提到过。这意味着数据包处理完全在用户空间进行,利用DPDK的高性能特性。然后,关于流表查询,引用[1]提到使用Classifier进行流表匹配,这应该涉及到高效的哈希算法或查找结构,比如元组空间搜索算法,以快速匹配流表项。 另外,OVS-DPDK的架构可能包括主线程负责管理,而数据面线程负责实际的包处理。这些线程绑定到特定的CPU核心,减少上下文切换,提升性能。还有内存管理方面,DPDK使用大页内存和内存池技术,减少内存分配的开销,确保零拷贝传输,这点可能需要在回答中详细说明。 用户可能还关心OVS-DPDK的优化点,比如流缓存、批处理、多队列等,这些在性能优化中很重要。同时,应用场景如NFV、云计算中的虚拟网络也是需要提到的部分,结合引用[3]中的安装和概述资料。 需要确保回答结构清晰,分点解释,比如架构变化、数据流向、流表处理、性能优化等。同时,生成的相关问题要围绕用户可能进一步想了解的内容,比如性能优化方法、与内核OVS的区别、适用场景等。检查是否有遗漏的关键点,比如零拷贝、CPU亲和性等,确保覆盖所有重要方面。</think>### OVS-DPDK工作原理详解 OVS-DPDK是Open vSwitch(OVS)结合Data Plane Development Kit(DPDK)技术实现的高性能用户态虚拟交换机,其核心目标是通过绕过内核协议栈来提升数据包处理效率。以下是其关键工作原理--- #### 1. **架构变化** - **用户态数据路径**:OVS-DPDK使用`dpif-netdev`模块替代传统OVS的内核态`datapath`和用户态`dpif-netlink`,使数据包处理完全在用户空间完成,避免了内核态与用户态之间的上下文切换开销[^4]。 - **DPDK PMD驱动**:网络接口通过DPDK的Poll Mode Driver(PMD)直接管理,报文从物理网卡或虚拟网卡(如vhost-user)通过DPDK PMD直接进入用户态,无需内核参与[^2]。 --- #### 2. **数据流向** 1. **收包阶段**: 报文通过物理网卡或虚拟网卡(如vhost-user)进入,由DPDK PMD驱动直接传递给用户态的`ovs-vswitchd`进程。 2. **流表匹配**: 使用`Classifier`模块进行流表查询,通过元组(如五元组)匹配流表项。若命中流表,则按流表动作(如转发、修改字段)处理;若未命中,则上送控制面生成新流表项[^1]。 3. **转发处理**: 处理后的报文通过DPDK PMD发送到目标端口(如另一个虚拟机或物理网卡)。 --- #### 3. **流表处理优化** - **高效匹配算法**:采用哈希表或元组空间搜索算法(TSS)加速流表查询。 - **流缓存机制**:频繁访问的流表项缓存在快速路径中,减少控制面交互。 - **批量处理**:DPDK支持报文批量处理(如一次处理32个包),降低单包处理开销。 --- #### 4. **性能优化技术** - **零拷贝技术**:DPDK通过内存池(`mempool`)和大页内存(HugePages)实现报文内存零拷贝。 - **CPU亲和性**:将PMD线程绑定到专属CPU核心,减少缓存失效和线程切换。 - **多队列优化**:为每个CPU核心分配独立队列,避免资源竞争。 --- #### 5. **应用场景** - **NFV(网络功能虚拟化)**:为虚拟机或容器提供高性能虚拟网络。 - **云计算网络**:在OpenStack等平台中实现低延迟的虚拟交换机。 - **边缘计算**:适用于需要高吞吐量的边缘网关场景[^3]。 --- ###
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值