LINUX学习：基于 Open vSwitch 的 OpenFlow 亲测实践

发布时间：2020-12-13 17:31:49 所属栏目：Linux 来源：网络整理

导读：《LINUX学习：基于 Open vSwitch 的 OpenFlow 亲测实践》要点：本文介绍了LINUX学习：基于 Open vSwitch 的 OpenFlow 亲测实践，希望对您有用。如果有疑问，可以联系我们。今天看到朋友保举的一篇IBM的文章文章内容很好,如果我只是收藏起来,那就实在是太

《LINUX学习：基于 Open vSwitch 的 OpenFlow 亲测实践》要点：
本文介绍了LINUX学习：基于 Open vSwitch 的 OpenFlow 亲测实践，希望对您有用。如果有疑问，可以联系我们。

今天看到朋友保举的一篇IBM的文章

文章内容很好,如果我只是收藏起来,那就实在是太浪费,还是动手练习一次,好好补一下我的网络.还是用UnitedStack的UOS,创立一个虚拟机来完成全部的试验.

文章就一个小笔误,把ns2写成ns3.表面很多转载的文章,都没注明出处,搞的以为是原创.如果错误都一样,就有点不好意思.

和IBM的文档不一样的地方是：我使用的是Ubuntu 14.04,减少很多没需要的麻烦.

创立一个Ubuntu 14.04的最小配置虚拟机,ssh到虚拟机上.

查看Ubuntu版本

# lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Ubuntu
Description:    Ubuntu 14.04.1 LTS
Release:        14.04
Codename:       trusty

OVS

Ubuntu 14.04的OVS版本,已经是2.02,所以默认安装就可以.不外不同的发行版,ovs的名字会有点不同.

apt-cache search openvswitch

开端安装

apt-get install openvswitch-switch

查看OVS运行环境

# ps -ea | grep ovs
 3007 ?        00:00:00 ovsdb-server
 3017 ?        00:00:00 ovs-vswitchd

查看OVS版本

# ovs-appctl --version
ovs-appctl (Open vSwitch) 2.0.2
Compiled Aug 15 2014 14:31:01

查看 OVS 支持的 OpenFlow 协定的版本

# ovs-ofctl --version
ovs-ofctl (Open vSwitch) 2.0.2
Compiled Aug 15 2014 14:31:02
OpenFlow versions 0x1:0x4

OpenFlow 命令

创立一个OVS交换机

ovs-vsctl add-br ovs-switch

创立一个端口 p0,设置端口 p0 的 OpenFlow 端口编号为 100

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

设置网络接口装备类型为”internal”,

ovs-vsctl set Interface p0 type=internal

查看设置成果

# ethtool -i p0
driver: openvswitch
version: 
firmware-version: 
bus-info: 
supports-statistics: no
supports-test: no
supports-eeprom-access: no
supports-register-dump: no
supports-priv-flags: no

创建一个name space：ns0,把p0端口接入到ns0里,而且配置ip地址 192.168.1.100/24

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

查看创建成果

# ovs-vsctl show
6507c214-0c7a-4159-9813-977074f73aa1
    Bridge ovs-switch
        Port "p0"
            Interface "p0"
                type: internal
        Port ovs-switch
            Interface ovs-switch
                type: internal
    ovs_version: "2.0.2"

重复步调,创建p1和p2端口

ovs-vsctl add-port ovs-switch p1 -- set Interface p1 ofport_request=101
ovs-vsctl set Interface p1 type=internal
ip netns add ns1
ip link set p1 netns ns1
ip netns exec ns1 ip addr add 192.168.1.101/24 dev p1
ip netns exec ns1 ifconfig p1 promisc up

查看创建成果

# ovs-vsctl show
6507c214-0c7a-4159-9813-977074f73aa1
    Bridge ovs-switch
        Port "p1"
            Interface "p1"
                type: internal
        Port "p0"
            Interface "p0"
                type: internal
        Port ovs-switch
            Interface ovs-switch
                type: internal
    ovs_version: "2.0.2"

创立p2

ovs-vsctl add-port ovs-switch p2 -- set Interface p2 ofport_request=102
ovs-vsctl set Interface p2 type=internal
ip netns add ns2
ip link set p2 netns ns2
ip netns exec ns2 ip addr add 192.168.1.102/24 dev p2
ip netns exec ns2 ifconfig p2 promisc up

查看

# ovs-vsctl show
6507c214-0c7a-4159-9813-977074f73aa1
    Bridge ovs-switch
        Port "p1"
            Interface "p1"
                type: internal
        Port "p2"
            Interface "p2"
                type: internal
        Port "p0"
            Interface "p0"
                type: internal
        Port ovs-switch
            Interface ovs-switch
                type: internal
    ovs_version: "2.0.2"

查看创立的交换机信息,获得dpid,端口openflow端口编号

# ovs-ofctl show ovs-switch
OFPT_FEATURES_REPLY (xid=0x2): dpid:0000d23b94ce4146
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:00:00:00:00:00:00
     config:     PORT_DOWN
     state:      LINK_DOWN
     speed: 0 Mbps now,0 Mbps max
 101(p1): addr:00:00:00:00:00:00
     config:     PORT_DOWN
     state:      LINK_DOWN
     speed: 0 Mbps now,0 Mbps max
 102(p2): addr:00:00:00:00:00:00
     config:     PORT_DOWN
     state:      LINK_DOWN
     speed: 0 Mbps now,0 Mbps max
 LOCAL(ovs-switch): addr:2a:be:0c:72:40:45
     config:     PORT_DOWN
     state:      LINK_DOWN
     speed: 0 Mbps now,0 Mbps max
OFPT_GET_CONFIG_REPLY (xid=0x4): frags=normal miss_send_len=0

获取openflow端口编号

# ovs-vsctl get Interface p0 ofport
100
# ovs-vsctl get Interface p1 ofport
101
# ovs-vsctl get Interface p2 ofport
102

查看 datapath 的信息

# ovs-dpctl show
system@ovs-system:
        lookups: hit:34 missed:21 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)

查看mac地址

ip netns exec ns0 ping 192.168.1.100
ip netns exec ns0 ping 192.168.1.101
ip netns exec ns0 ping 192.168.1.102

然后运行

# ovs-appctl fdb/show ovs-switch      
 port  VLAN  MAC                Age
  102     0  22:8e:52:36:92:25   17
  100     0  d6:0f:7e:ed:11:e4    4
  101     0  f2:0d:06:ff:79:d7    4

查看互换机所有table

ovs-ofctl dump-tables ovs-switch

查看互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"

查看互换机端口信息

ovs-ofctl show ovs-switch

改动数据包

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"

屏障 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"

改动数据包,添加新的 OpenFlow 条目,改动从端口 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),便是没啥响应

# ip netns exec ns0 ping 192.168.1.101
PING 192.168.1.101 (192.168.1.101) 56(84) bytes of data.

再打开一个ssh终端,登录进去,运行tcpdump,必要等待几分钟,才能看到响应

~# 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
06:21:23.802308 IP 9.181.137.1 > 192.168.1.101: ICMP echo request,id 4533,seq 19,length 64
06:21:24.802358 IP 9.181.137.1 > 192.168.1.101: ICMP echo request,seq 20,length 64

重定向数据包

添加新的 OpenFlow 条款,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

这个时刻你从p2里,可以看到

# ip netns exec ns2 tcpdump -i p2 icmp 
tcpdump: verbose output suppressed,use -v or -vv for full protocol decode
listening on p2,capture size 65535 bytes
06:25:38.252471 IP 192.168.1.100 > 192.168.1.101: ICMP echo request,id 4668,seq 35,length 64
06:25:39.260438 IP 192.168.1.100 > 192.168.1.101: ICMP echo request,seq 36,length 64
06:25:40.268419 IP 192.168.1.100 > 192.168.1.101: ICMP echo request,seq 37,length 64

改动vlan tag

改动端口 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,这个数据包不包括任何 VLAN tag,并观察 OVS 的处理过程

ovs-appctl ofproto/trace ovs-switch in_port=100,dl_src=d6:0f:7e:ed:11:e4,

dl_dst=f2:0d:06:ff:79:d7 -generate

注意：上面??一个mac地址,是p0的,第二个mac地址是p1的,你需要替换,上面有获取mac地址的办法.

# ovs-appctl ofproto/trace ovs-switch in_port=100,

> dl_dst=f2:0d:06:ff:79:d7 -generate
Flow: metadata=0,in_port=100,vlan_tci=0x0000,dl_dst=f2:0d:06:ff:79:d7,dl_type=0x0000
Rule: table=0 cookie=0 priority=1,in_port=100
OpenFlow actions=mod_nw_src:9.181.137.1,NORMAL
no learned MAC for destination,flooding
Final flow: unchanged
Relevant fields: skb_priority=0,vlan_tci=0x0000/0x1fff,dl_type=0x0000,nw_src=0.0.0.0,nw_proto=0,nw_frag=no
Datapath actions: 1,4

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,所以多半字段 (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胜利的流表项.

在第三行的输出中,“OpenFlow actions”之后的字段描写了实际执行的操作.

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

创立一条新的 Flow

对于从端口 p0 进入交换机的数据包,如果它不包括任何 VLAN tag,则自动为它添加 VLAN tag 101

ovs-ofctl add-flow ovs-switch "priority=3,dl_vlan=0xffff,

actions=mod_vlan_vid:101,normal"

再次尝试从端口 p0 发送一个不包括任何 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=100,4
root@ovs:~# ovs-ofctl add-flow ovs-switch "priority=3,

> actions=mod_vlan_vid:101,normal"
root@ovs:~# ovs-appctl ofproto/trace ovs-switch in_port=100,dl_type=0x0000
Rule: table=0 cookie=0 priority=3,vlan_tci=0x0000
OpenFlow actions=mod_vlan_vid:101,flooding
Final flow: metadata=0,dl_vlan=101,dl_vlan_pcp=0,dl_type=0x0000
Relevant fields: skb_priority=0,nw_frag=no
Datapath actions: push_vlan(vid=101,pcp=0),1,pop_vlan,3,push_vlan(vid=101,4

反过来从端口 p1 发送数据包,由于 p1 如今是带有 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_src=f2:0d:06:ff:79:d7,

> dl_dst=d6:0f:7e:ed:11:e4 -generate
Flow: metadata=0,in_port=101,dl_dst=d6:0f:7e:ed:11:e4,dl_type=0x0000
Rule: table=0 cookie=0 priority=0
OpenFlow actions=NORMAL
no learned MAC for destination,2,4

Floodlight

新创立一个ubuntu 14.04的虚拟机.

apt-get update
apt-get install git
apt-get install ant
apt-get install openjdk-7-jdk

源码安装

git clone git://github.com/floodlight/floodlight.git
cd floodlight/
ant
java -jar target/floodlight.jar

这个时候floodlight就启动起来,最后一条命令,便是启动floodlight.

登录OVS节点

设置ovs的控制器为floodlight,10.250.3.10,便是floodlight虚拟机的IP.

ovs-vsctl set-controller ovs-switch tcp:10.250.3.10:6633

设置 OVS 的衔接模式为 secure 模式

ovs-vsctl set Bridge ovs-switch fail-mode=secure

查看

# ovs-vsctl show
6507c214-0c7a-4159-9813-977074f73aa1
    Bridge ovs-switch
        Controller "tcp:10.250.3.10:6633"
            is_connected: true
        fail_mode: secure
        Port "p1"
            tag: 101
            Interface "p1"
                type: internal
        Port "p2"
            Interface "p2"
                type: internal
        Port "p0"
            Interface "p0"
                type: internal
        Port ovs-switch
            Interface ovs-switch
                type: internal
    ovs_version: "2.0.2"

通过拜访 Floodlight 提供的 Web 管理界面 http://<Host Address>:8080/ui/index.html,我们可以查看 Floodlight 控制器的状态以及所有连接到 Floodlight 的交换机列表

Snap16

通过 Floodlight 的 RESTAPI,添加两条新的规矩让端口 p0 和 p1 可以相互通讯.注意：替换命令行中的 switch 的 ID 为交换机的 datapath ID

Snap17

注意curl敕令,尽量别用 / 换行

curl -d '{"switch": "00:00:d2:3b:94:ce:41:46","name":"my-flow1","cookie":"0","priority":"32768","ingress-port":"100","active":"true","actions":"output=flood"}' http://10.250.3.10:8080/wm/staticflowentrypusher/json
curl -d '{"switch": "00:00:d2:3b:94:ce:41:46","name":"my-flow2","ingress-port":"101","actions":"output=flood"}' http://10.250.3.10:8080/wm/staticflowentrypusher/json

验证是否能从端口 p0 发送数据包到 p1

# ip netns exec ns0 ping -c4 192.168.1.101
PING 192.168.1.101 (192.168.1.101) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.1.101: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.625 ms
64 bytes from 192.168.1.101: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.088 ms
64 bytes from 192.168.1.101: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.082 ms
64 bytes from 192.168.1.101: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.048 ms

在 OVS 端也可以看到,流表规则已经被 OVS 同步到当地.

# ovs-ofctl dump-flows ovs-switch
NXST_FLOW reply (xid=0x4):
 cookie=0xa00000626d6af5,duration=111.468s,table=0,n_packets=7,n_bytes=630,idle_age=2,in_port=100 actions=FLOOD
 cookie=0xa00000626d6af6,duration=83.717s,idle_age=1,in_port=101 actions=FLOOD

通过 Floodlight 的 RestAPI,查看交换机上的流表规矩

curl http://10.250.3.10:8080/wm/staticflowentrypusher/list/00:00:d2:3b:94:ce:41:46/json | python -mjson.tool

采纳python的输出,好看很多的

# curl http://10.250.3.10:8080/wm/staticflowentrypusher/list/00:00:d2:3b:94:ce:41:46/json | python -mjson.tool
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100  1435    0  1435    0     0   109k      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--  116k
{
    "00:00:d2:3b:94:ce:41:46": {
        "my-flow1": {
            "actions": [
                {
                    "length": 8,"lengthU": 8,"maxLength": 32767,"port": -5,"type": "OUTPUT"
                }
            ],"bufferId": -1,"command": 0,"cookie": 45035997925042933,"flags": 0,"hardTimeout": 0,"idleTimeout": 0,"length": 80,"lengthU": 80,"match": {
                "dataLayerDestination": "00:00:00:00:00:00","dataLayerSource": "00:00:00:00:00:00","dataLayerType": "0x0000","dataLayerVirtualLan": -1,"dataLayerVirtualLanPriorityCodePoint": 0,"inputPort": 100,"networkDestination": "0.0.0.0","networkDestinationMaskLen": 0,"networkProtocol": 0,"networkSource": "0.0.0.0","networkSourceMaskLen": 0,"networkTypeOfService": 0,"transportDestination": 0,"transportSource": 0,"wildcards": 4194302
            },"outPort": -1,"priority": -32768,"type": "FLOW_MOD","version": 1,"xid": 0
        },"my-flow2": {
            "actions": [
                {
                    "length": 8,"cookie": 45035997925042934,"inputPort": 101,"xid": 0
        }
    }
}

通过 Floodlight 的 RestAPI,删除交换机上的流表规矩

curl http://10.250.3.10:8080/wm/staticflowentrypusher/clear/00:00:d2:3b:94:ce:41:46/json

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（编辑：李大同）

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