open vswitch工作原理

Open vSwitch（OVS）是一种虚拟化的网络交换机，它是一个开源项目，旨在为虚拟化环境提供灵活的网络解决方案。Open vSwitch最初是由Nicira Networks开发的，后来成为了一个独立的开源项目，并

受到了广泛的关注和支持。Open vSwitch能够在虚拟化环境中扮演网络交换机的角色，并支持各种网络虚拟化技术，例如VLAN、VXLAN、GRE等。本文将介绍Open vSwitch的工作原理，包括其软件架构、

数据平面和控制平面等方面的内容。

一、Open vSwitch的软件架构

Open vSwitch的软件架构采用了模块化的设计，它包括数据平面和控制平面两部分。其中，数据平面负责对数据包进行转发和处理，而控

制平面则负责对数据平面进行配置和管理。在Open vSwitch的软件

架构中，数据平面和控制平面之间通过OpenFlow协议进行通信。

1. 数据平面

数据平面是Open vSwitch中的核心部分，它负责处理和转发网络数

据包。数据平面由多个内部组件组成，其中最重要的组件是内核模块

和用户态的ovs-vswitchd进程。内核模块负责在内核空间中处理数据包，而ovs-vswitchd进程则负责在用户态中控制内核模块的行为。数据平面还包括了一些其他组件，例如流表、端口组、虚拟交换机等。

2. 控制平面

控制平面负责对数据平面进行配置和管理。在Open vSwitch中，控

制平面使用OpenFlow协议与数据平面进行通信。通过OpenFlow协议，控制器可以向数据平面下发流表项，配置数据平面的行为。除了OpenFlow控制器，Open vSwitch还支持其他控制平面的接入方式，例如OVSDB协议和管理接口等。

二、Open vSwitch的数据平面工作原理

Open vSwitch的数据平面负责对网络数据包进行处理和转发。它使用流表来管理数据包的转发行为，而ovs-vswitchd进程则负责根据流表对数据包进行处理。下面将介绍Open vSwitch数据平面的工作原理。

1. 流表

流表是Open vSwitch中的重要概念，它用于管理数据包的转发规则。每个流表项包括匹配字段和动作字段。匹配字段用于匹配数据包的各

个属性，例如源MAC位置区域、目的MAC位置区域、协议类型等。而动作字段则用于指定数据包匹配成功后的处理动作，例如转发到指

定端口、修改数据包头部、丢弃数据包等。

2. ovs-vswitchd进程

ovs-vswitchd进程是Open vSwitch中的关键组件，它负责对数据包进行处理和转发。ovs-vswitchd进程通过与内核模块的交互，实现数据包的转发和处理。当数据包到达交换机时，ovs-vswitchd进程会根据流表对数据包进行匹配和处理，然后将数据包转发到指定的端口或

进行其他动作。ovs-vswitchd进程还会定期地向控制器上报交换机的状态信息，以便控制器对交换机进行配置和管理。

三、Open vSwitch的控制平面工作原理

Open vSwitch的控制平面负责对数据平面进行配置和管理。它通过与控制器进行通信，从控制器获取配置信息，并下发流表项到数据平面。下面将介绍Open vSwitch控制平面的工作原理。

1. OpenFlow协议

OpenFlow协议是Open vSwitch中控制平面的基础通信协议。通过OpenFlow协议，控制器可以向数据平面下发流表项，配置交换机的

转发规则。数据平面也会通过OpenFlow协议向控制器上报交换机的

状态信息，以便控制器进行实时的网络管理。

2. 控制器

控制器是Open vSwitch控制平面的核心组件，它负责对交换机进行

管理和配置。控制器可以是一个单独的物理设备，也可以是一个运行

控制器软件的服务器。在Open vSwitch中，可以使用多种控制器，

例如OpenDaylight、Floodlight等。控制器通过OpenFlow协议与

数据平面进行通信，下发流表项到数据平面，实现网络的动态配置和

管理。

3. OVSDB协议

除了OpenFlow协议，Open vSwitch还支持OVSDB（Open vSwitch数据库）协议。OVSDB协议用于交换交换机的配置信息，包括流表、端口配置、VLAN信息等。通过OVSDB协议，控制器可以

向数据平面下发更加详细和复杂的配置信息，实现对数据平面更加精

细化的控制。

四、总结

Open vSwitch是一种灵活而强大的虚拟化网络交换机，它具有模块化的软件架构和丰富的控制接口。通过理解Open vSwitch的工作原理，可以更好地掌握其在虚拟化环境中的应用场景和优势。希望本文介绍

的Open vSwitch的工作原理对读者有所帮助，可以更好地理解和应

用Open vSwitch技术。