OVN架构原理

最新推荐文章于 2025-06-17 14:34:37 发布

ptmozhu

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分类专栏： OVS OVN 文章标签：网络 OVN 原理

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/ptmozhu/article/details/78644825

OVN（Open Virtual Network）是支持虚拟网络抽象的软件系统，扩展了OVS的功能，支持虚拟L2、L3覆盖网络等。OVN架构由CMS、中央OVN数据库、hypervisor和网关组成，通过隧道技术实现逻辑网络与物理网络隔离。信息流从CMS配置逻辑网络到OVN北向数据库，然后由ovn-northd转化为OVN南向数据库，最终由ovn-controller在hypervisor上实现。OVN处理包括VIF、容器接口的生命周期，以及逻辑路由器和网关路由器的配置，确保安全、高效的数据包处理。

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ovn-architecture

本文最初整理在我的github上SDN-Learning-notes

本文翻译自ovs官方手册，有删减

OVN架构

OVN（即Open Virtual Network）是一款支持虚拟网络抽象的软件系统。OVN在OVS现有功能的基础上原生支持虚拟网络抽象，例如虚拟L2，L3覆盖网络以及完全组。诸如DHCP，DNS的服务也是其关注的内容。就像OVS一样，OVN的设计目标是可以大规模运行的高质量生产级实施方案。

OVN部署由以下几个组件组成：

CMS（云管理系统）。这是OVN的最终用户（通过其用户和管理员）。与OVN集成需要安装与CMS特定的插件和相关软件（见下文）。OVN最初的目标CMS是OpenStack。我们通常会说一个CMS，但多个CMS也可以管理一个OVN的不同部分。
安装在一个中央位置的OVN数据库，可以是物理节点，虚拟节点，甚至是一个集群。
一个或多个（通常是很多）虚拟机管理程序（hypervisors）。hypervisors必须运行Open vSwitch并执行IntegrationGuide.rst在OVS源代码树中所述的接口。任何支持的OVS的hypervisor平台都是可以接受的。
零个或多个网关。网关通过在隧道和物理以太网端口之间双向转发数据包，将基于隧道的逻辑网络扩展到物理网络。这允许非虚拟机器参与逻辑网络。网关可能是物理机，虚拟机或基于ASIC同时支持vtep模式的硬件交换机。

hypervisor和网关一起被称为传输节点或chassis

下图显示了OVN和相关的主要组件的软件交互:

                                         CMS
                                          |
                                          |
                              +-----------|-----------+
                              |           |           |
                              |     OVN/CMS Plugin    |
                              |           |           |
                              |           |           |
                              |   OVN Northbound DB   |
                              |           |           |
                              |           |           |
                              |       ovn-northd      |
                              |           |           |
                              +-----------|-----------+
                                          |
                                          |
                                +-------------------+
                                | OVN Southbound DB |
                                +-------------------+
                                          |
                                          |
                       +------------------+------------------+
                       |                  |                  |
         HV 1          |                  |    HV n          |
       +---------------|---------------+  .  +---------------|---------------+
       |               |               |  .  |               |               |
       |        ovn-controller         |  .  |        ovn-controller         |
       |         |          |          |  .  |         |          |          |
       |         |          |          |     |         |          |          |
       |  ovs-vswitchd   ovsdb-server  |     |  ovs-vswitchd   ovsdb-server  |
       |                               |     |                               |
       +-------------------------------+     +-------------------------------+

从图的顶部开始，依次为：

首先是如上文所述的云管理系统。
OVN/CMS插件是连接到OVN的CMS组件。在OpenStack中，这是一个Neutron插件。该插件的主要目的是转换CMS中的逻辑网络的配置为OVN可以理解的中间表示。这个组件是必须是CMS特定的，所以对接一个新的CMS需要开发新的插件对接到OVN。所有在这个组件下面的其他组件是与CMS无关的。
OVN北向数据库接收由OVN/CMS插件传递的逻辑网络配置的中间表示。数据库模式与CMS中使用的概念是“阻抗匹配的”，因此它直接支持逻辑交换机，路由器，ACL等概念。有关详细信息，请参见ovn-nb。（OVN北向数据库只有两个客户端：在它上面的OVN/CMS插件和在它下面的ovn-northd）
ovn-northd用于连接到它上面的OVN北行数据库和它下面的OVN南行数据库。它将传统网络概念（从OVN北行数据库中取得）的逻辑网络配置转换为其下面的OVN南行数据库中的逻辑数据路径流。
OVN南行数据库是系统的中心。（OVN南向数据库也只有两个客户端：它上面是ovn-northd以及在它下面的每个传输节点上的ovn-controller）。OVN南向数据库包含三种类型的数据：指定如何到达hypervisor和其他节点的物理网络（PN）表；用于描述逻辑网络的逻辑数据路径流的逻辑网络（LN）表；用于将逻辑网络组件的位置链接到物理网络的绑定表。hypervisor填充PN和Port_Binding表，而ovn-northd填充LN表。

为了集群的可用性，OVN南行数据库性能必须随传输节点的数量而扩展。这可能需要一些ovsdb-server上的工作。

其余组件在每个hypervisor中都是一样的

ovn-controller是每个hypervisor和软件网关上的OVN代理。北向，它连接到OVN南行数据库以了解OVN配置和状态，并把hypervisor的状态填充绑定表中的Chassis列以及PN表。南向，它连接到ovs-vswitchd作为OpenFlow控制器用于控制网络通信，并连接到本地ovsdb-server以允许它监视和控制Open vSwitch的配置。
ovs-vswitchd和ovsdb-server是标准的Open vSwitch组件。