原生OVS（未使用SDN控制器）初认识

内容简介：原生OVS（未使用SDN控制器）初认识

安装OVS

OVS安装过程此处省略，参考 http://www.linuxidc.com/Linux/2017-06/144769.htm 。在本例中,会创建一个不连接到任何控制器的 OVS 交换机，并演示如何使用 ovs-octl 命令操作 OpenFlow 流表。

创建一个OVS 交换机

创建一个叫ovs-switch的交换机

$ ovs-vsctl add-br ovs-switch

创建一个端口 p0，设置端口 p0 的 OpenFlow 端口编号为 100（如果在创建端口的时候没有指定 OpenFlow 端口编号，OVS 会自动生成一个）。

$ ovs-vsctl add-port ovs-switch p0 -- set Interface p0 ofport_request=100

设置网络接口设备的类型为"internal"。对于 internal 类型的的网络接口，OVS 会同时在 Linux 系统中创建一个可以用来收发数据的模拟网络设备。我们可以为这个网络设备配置 IP 地址、进行数据监听等操作。

$ ovs-vsctl set Interface p0 type=internal  
$ ethtool -i p0  
driver: openvswitch  
version:   
firmware-version:   
bus-info:   
supports-statistics: no  
supports-test: no  
supports-eeprom-access: no  
supports-register-dump: no 

为了避免网络接口上的地址和本机已有网络地址冲突，我们可以创建一个虚拟网络空间 ns0，把 p0 接口移入网络空间 ns0，并配置 IP 地址为 192.168.1.100

$ ip netns add ns0  
$ ip link set p0 netns ns0  
$ ip netns exec ns0 ip addr add 192.168.1.100/24 dev p0 
$ ip netns exec ns0 ifconfig p0 promisc up

使用同样的方法创建端口 p1、p2

创建的端口信息

端口	说明
p0	IP 地址 : 192.168.1.100/24 网络名称空间 : ns0 网络接口 MAC 地址 : 66:4e:cc:ae:4d:20 OpenFlow Port Number: 100
p1	IP 地址 : 192.168.1.101/24 网络名称空间 : ns1 网络接口 MAC 地址 : 46:54:8a:95:dd:f8 OpenFlow Port Number: 101
p2	IP 地址 : 192.168.1.102/24,  网络名称空间 : ns2 网络接口 MAC 地址 : 86:3b:c8:d0:44:10 OpenFlow Port Number: 102

创建所有的端口之后， 查看 OVS 交换机的信息

$ ovs-vsctl show  
30282710-d401-4187-8e13-52388f693df7 
    Bridge ovs-switch  
        Port "p0" 
            Interface "p0" 
                type: internal  
        Port "p2" 
            Interface "p2" 
                type: internal  
        Port "p1" 
            Interface "p1" 
                type: internal  
        Port ovs-switch  
            Interface ovs-switch  
                type: internal  

使用 ovs-ofctl 创建并测试 OpenFlow 命令

查看 Open vSwitch 中的端口信息。从输出结果中，可以获得交换机对应的 datapath ID （dpid），以及每个端口的 OpenFlow 端口编号，端口名称，当前状态等等。

$ ovs-ofctl show ovs-switch  
OFPT_FEATURES_REPLY (xid=0x2): dpid:00001232a237ea45 
n_tables:254, n_buffers:256 
capabilities: FLOW_STATS TABLE_STATS PORT_STATS QUEUE_STATS ARP_MATCH_IP  
actions: OUTPUT SET_VLAN_VID SET_VLAN_PCP STRIP_VLAN SET_DL_SRC SET_DL_DST   
SET_NW_SRC SET_NW_DST SET_NW_TOS SET_TP_SRC SET_TP_DST ENQUEUE  
 100(p0): addr:54:01:00:00:00:00 
     config:     PORT_DOWN  
     state:      LINK_DOWN  
     speed: 0 Mbps now, 0 Mbps max 
 101(p1): addr:54:01:00:00:00:00 
     config:     PORT_DOWN  
     state:      LINK_DOWN  
     speed: 0 Mbps now, 0 Mbps max 
 102(p2): addr:54:01:00:00:00:00 
     config:     PORT_DOWN  
     state:      LINK_DOWN  
     speed: 0 Mbps now, 0 Mbps max 
 LOCAL(ovs-switch): addr:12:32:a2:37:ea:45 
     config:     0 
     state:      0 
     speed: 0 Mbps now, 0 Mbps max 
OFPT_GET_CONFIG_REPLY (xid=0x4): frags=normal miss_send_len=0 

如果想获得网络接口的 OpenFlow 编号，也可以在 OVS 的数据库中查询

$ ovs-vsctl get Interface p0 ofport  
100 

查看 datapath 的信息

$ ovs-dpctl show  
system@ovs-system:  
lookups: hit:12173 missed:712 lost:0 
flows: 0 
port 0: ovs-system (internal) 
port 1: ovs-switch (internal) 
port 2: p0 (internal) 
port 3: p1 (internal) 
port 4: p2 (internal) 

屏蔽数据包

屏蔽所有进入 OVS 的以太网广播数据包

$ ovs-ofctl add-flow ovs-switch "table=0, dl_src=01:00:00:00:00:00/01:00:00:00:00:00, actions=drop"

屏蔽 STP 协议的广播数据包

$ ovs-ofctl add-flow ovs-switch "table=0, dl_dst=01:80:c2:00:00:00/ff:ff:ff:ff:ff:f0, actions=drop"

修改数据包

添加新的 OpenFlow 条目，修改从端口 p0 收到的数据包的源地址为 9.181.137.1

$ ovs-ofctl add-flow ovs-switch "priority=1 idle_timeout=0,\ 
    in_port=100,actions=mod_nw_src:9.181.137.1,normal" 

从端口 p0（192.168.1.100）发送测试数据到端口 p1（192.168.1.101）

$ ip netns exec ns0 ping 192.168.1.101

在接收端口 p1 监控数据，发现接收到的数据包的来源已经被修改为 9.181.137.1

$ ip netns exec ns1 tcpdump -i p1 icmp 
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode 
listening on p1, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes 
15:59:16.885770 IP 9.181.137.1 > 192.168.1.101: ICMP echo request, id 23111, seq 457, length 64 
15:59:17.893809 IP 9.181.137.1 > 192.168.1.101: ICMP echo request, id 23111, seq 458, length 64 

重定向数据包

添加新的 OpenFlow 条目，重定向所有的 ICMP 数据包到端口 p2

$ ovs-ofctl add-flow ovs-switch idle_timeout=0,dl_type=0x0800,nw_proto=1,actions=output:102

从端口 p0 （192.168.1.100）发送数据到端口 p1（192.168.1.101）

$ ip netns exec ns0 ping 192.168.1.101

在端口 p2 上监控数据，发现数据包已被转发到端口 p2

$ ip netns exec ns3 tcpdump -i p2 icmp 
tcpdump: verbose output suppressed, use -v or -vv for full protocol decode 
listening on p2, link-type EN10MB (Ethernet), capture size 65535 bytes 
16:07:35.677770 IP 192.168.1.100 > 192.168.1.101: ICMP echo request, id 23147, seq 25, length 64 
16:07:36.685824 IP 192.168.1.100 > 192.168.1.101: ICMP echo request, id 23147, seq 26, length 64 

修改数据包的 VLAN Tag

除了使用"ping"、"tcpdump"和"iperf" 等 Linux 命令以外，我们也可以使用 OVS 提供的 ovs-appctl ofproto/trace 工具来测试 OVS 对数据包的转发状况。ovs-appctl ofproto/trace 可以用来生成测试用的模拟数据包，并一步步的展示 OVS 对数据包的流处理过程。在以下的例子中，我们演示一下如何使用这个命令：

修改端口 p1 的 VLAN tag 为 101，使端口 p1 成为一个隶属于 VLAN 101 的端口

$ ovs-vsctl set Port p1 tag=101

现在由于端口 p0 和 p1 属于不同的 VLAN，它们之间无法进行数据交换。我们使用 ovs-appctl ofproto/trace 生成一个从端口 p0 发送到端口 p1 的数据包，这个数据包不包含任何 VLAN tag，并观察 OVS 的处理过程

在第一行输出中，"Flow:"之后的字段描述了输入的流的信息。由于我们没有指定太多信息，所以多数字段 （例如 dl_type 和 vlan_tci）被 OVS 设置为空值。

在第二行的输出中，"Rule:" 之后的字段描述了匹配成功的流表项。

在第三行的输出中，"OpenFlow actions"之后的字段描述了实际执行的操作。

最后一段以"Final flow"开始的字段是整个处理过程的总结，"Datapath actions: 4,1"代表数据包被发送到 datapath 的 4 和 1 号端口。

$ ovs-appctl ofproto/trace ovs-switch in_port=100,dl_src=66:4e:cc:ae:4d:20, 
dl_dst=46:54:8a:95:dd:f8 -generate 
Flow:metadata=0,in_port=100,vlan_tci=0x0000,dl_src=66:4e:cc:ae:4d:20, 
 dl_dst=46:54:8a:95:dd:f8,dl_type=0x0000 
Rule: table=0 cookie=0 priority=0 
OpenFlow actions=NORMAL  
no learned MAC for destination, flooding 
  
Final flow: unchanged  
Relevant fields: skb_priority=0,in_port=100,vlan_tci=0x0000/0x1fff,\ 
dl_src=66:4e:cc:ae:4d:20,dl_dst=46:54:8a:95:dd:f8,dl_type=0x0000,nw_frag=no 
Datapath actions: 4,1 创建一条新的 Flow：对于从端口 p0 进入交换机的数据包，如果它不包含任何 VLAN tag，则自动为它添加 VLAN tag 101

$ ovs-ofctl add-flow ovs-switch "priority=3,in_port=100,dl_vlan=0xffff,\

actions=mod_vlan_vid:101,normal"

再次尝试从端口 p0 发送一个不包含任何 VLAN tag 的数据包，发现数据包进入端口 p0 之后, 会被加上 VLAN tag101, 同时转发到端口 p1 上

$ ovs-appctl ofproto/trace ovs-switch in_port=100,dl_src=66:4e:cc:ae:4d:20, 
dl_dst=46:54:8a:95:dd:f8 –generate 
Flow: metadata=0,in_port=100,vlan_tci=0x0000,dl_src=66:4e:cc:ae:4d:20, 
dl_dst=46:54:8a:95:dd:f8,dl_type=0x0000 
Rule: table=0 cookie=0 priority=3,in_port=100,vlan_tci=0x0000 
OpenFlow actions=mod_vlan_vid:101,NORMAL 
forwarding to learned port  
  
Final flow: metadata=0,in_port=100,dl_vlan=101,dl_vlan_pcp=0,dl_src=66:4e:cc:ae:4d:20, 
dl_dst=46:54:8a:95:dd:f8,dl_type=0x0000 
Relevant fields: skb_priority=0,in_port=100,vlan_tci=0x0000/0x1fff,dl_src=66:4e:cc:ae:4d:20, 
dl_dst=46:54:8a:95:dd:f8,dl_type=0x0000,nw_frag=no 
Datapath actions: 3 

反过来从端口 p1 发送数据包，由于 p1 现在是带有 VLAN tag 101 的 Access 类型的端口，所以数据包进入端口 p1 之后，会被 OVS 添加 VLAN tag 101 并发送到端口 p0

$ ovs-appctl ofproto/trace ovs-switch in_port=101,dl_dst=66:4e:cc:ae:4d:20,

dl_src=46:54:8a:95:dd:f8 -generate 
Flow: metadata=0,in_port=101,vlan_tci=0x0000,dl_src=46:54:8a:95:dd:f8, 
dl_dst=66:4e:cc:ae:4d:20,dl_type=0x0000 
Rule: table=0 cookie=0 priority=0 
OpenFlow actions=NORMAL  
forwarding to learned port  
  
Final flow: unchanged  
Relevant fields: skb_priority=0,in_port=101,vlan_tci=0x0000,dl_src=46:54:8a:95:dd:f8, 
dl_dst=66:4e:cc:ae:4d:20,dl_type=0x0000,nw_frag=no 
Datapath actions: push_vlan(vid=101,pcp=0),2 

其他 OpenFlow 常用的操作

查看交换机中的所有 Table

ovs-ofctl dump-tables ovs-switch

查看交换机中的所有流表项

ovs-ofctl dump-flows ovs-switch

删除编号为 100 的端口上的所有流表项

ovs-ofctl del-flows ovs-switch "in_port=100"

查看交换机上的端口信息

ovs-ofctl show ovs-switch

本文永久更新链接地址 ： http://www.linuxidc.com/Linux/2017-06/144768.htm

以上所述就是小编给大家介绍的《原生OVS（未使用SDN控制器）初认识》，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对 码农网 的支持！

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