OVS笔记

OpenVSwitch(OVS)是一款多层虚拟交换机,支持大规模网络自动化和标准管理接口。OVS由OVSDB-server、ovs-vswitchd和ovs kernel module组成,实现虚拟网络并通过OpenFlow协议进行控制。它提供了灵活的配置和低成本的解决方案,适用于分布式环境和虚拟化网络。OVS的组件和工作原理涉及数据路径、流表和与用户空间的交互。

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一.OpenVSwitch是什么

OVS是一个高质量的,多层虚拟交换机(网络分层的层),其目的是让大规模网络自动化可以通过编程扩展,同事仍然支持标准的管理借口和协议:NetFlowSFlow等,并且它还支持多个物理机的分布式环境。

什么是虚拟交换?就是利用软件的方式形成交换部件,所以也叫软件交换机,跟传统的物理交换机相比,虚拟交换机同要具备很多优点:1配置灵活,因为是软件实现的,一台物理服务器上可以配置书十台或者数百台虚拟交换机,而且端口数目可以灵活选择。2成本低,通过软件的方式可轻易达到10Gbps的交换速度。  所以OVS是一个虚拟交换机,可以用来组成虚拟网络,虚拟机还有其他类型的不同的架构。

二.虚拟网络

浅显的理解就是使用虚拟交换机组成的网络,就是虚拟网络(和物理网络相比),如图所示:



三.OVS组件

OVS的内部组件,简单来看,OVS由着三大不封构成:



1.

OVS(Open vSwitch)中集成配置DPDK(Data Plane Development Kit)可以显著优化数据平面的网络性能。这种组合利用了DPDK绕过Linux内核协议栈的能力,并结合OVS的数据交换功能,从而实现高性能的数据转发。 ### 安装与环境准备 在开始之前,确保系统满足以下条件: - 使用支持DPDK的网卡。 - 操作系统为Linux,建议使用较新的内核版本。 - 安装DPDK开发包以及OVS源码。 - 系统已安装编译工具链,如`gcc`, `make`, `autoconf`, `automake`等。 #### 1. 编译并安装DPDK 首先从[DPDK官方网站](https://core.dpdk.org/)下载源码,解压后进入目录进行编译配置: ```bash cd dpdk-x.x.x export RTE_SDK=$(pwd) export RTE_TARGET=build meson build cd build ninja sudo ninja install ``` 上述步骤会将DPDK库安装到系统路径中,便于后续OVS编译时引用。 #### 2. 配置大页内存 DPDK依赖于大页内存来提高数据包处理效率。编辑`/etc/default/grub`文件,添加或修改如下内容以启用大页支持: ```bash GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="hugepagesz=2M hugepages=1024" ``` 更新GRUB配置并挂载大页内存: ```bash sudo update-grub sudo mkdir -p /mnt/huge sudo mount -t hugetlbfs nodev /mnt/huge ``` #### 3. 编译支持DPDK的OVS 从[OVS官方仓库](https://www.openvswitch.org/)获取源码,解压后进入目录并指定DPDK路径进行编译: ```bash cd openvswitch-x.x.x ./configure --with-dpdk=$RTE_SDK/$RTE_TARGET make -j$(nproc) sudo make install ``` 这一步骤会构建一个支持DPDK加速的OVS二进制文件。 #### 4. 启动OVS-DPDK服务 启动前需要加载相应的模块,并绑定网卡至DPDK驱动。例如,使用`vfio-pci`驱动绑定网卡设备: ```bash modprobe vfio-pci dpdk-devbind.py --bind=vfio-pci 0000:01:00.0 ``` 接着,创建并启动OVS-DPDK实例: ```bash ovsdb-tool create /usr/local/etc/openvswitch/conf.db ovsdb-server --remote=punix:/usr/local/var/run/openvswitch/db.sock \ --remote=db:Open_vSwitch,manager_options \ --private-key=db:SSL,private_key \ --certificate=db:SSL,certificate \ --bootstrap-ca-cert=db:SSL,ca_cert \ --pidfile --detach ovs-vsctl --no-wait init ovs-vswitchd --pidfile --detach ``` 此时,OVS-DPDK已经运行,但尚未添加任何端口。 #### 5. 添加DPDK接口到OVS 通过以下命令将物理网卡添加至OVS桥接器中: ```bash ovs-vsctl add-br br0 -- set Bridge br0 datapath_type=netdev ovs-vsctl add-port br0 dpdk0 -- set Interface dpdk0 type=dpdk ``` 其中,`dpdk0`是DPDK管理的接口名称,它必须对应于之前绑定至DPDK驱动的物理网卡。 #### 6. 性能调优与验证 为了进一步提升性能,可以通过调整以下参数来优化OVS-DPDK的行为: - 调整队列数量大小:根据实际硬件能力设置合适的队列深度。 - 设置多线程处理:启用多个工作线程以充分利用多核CPU资源。 - 流表优化:合理设计流表规则减少查找次数。 最后,使用`ovs-appctl`命令检查状态调试信息,同时用`tcpdump`或者`iperf`测试吞吐量延迟指标,确保达到了预期的性能目标。 ---
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