基于OpenDaylight和OVSDB搭建VxLAN网络

1 简介

本文主要介绍基于OpenDaylight子项目OVSDB中的southbound组件来搭建VxLAN网络，包括初始环境搭建和southbound RestConf API调用等。OpenDaylight中的northbound组件也可以用来创建VxLAN网络，但northbound不是基于yang的且OVSDB封装的不好，beryllium版本已经将其删除。

2 实验环境和原理

实验环境

VMware workstation: 11.1，共需要3台虚拟机，其中两台为mininet（mininet-1, mininet-2），一台为ODL(ODL-VM)，ODL虚拟机同时作为router，用来转发两个mininet的流量，模拟三层互通。

Mininet：相比纯OVS，mininet可以模拟下挂主机，方便测试。

Postman：版本0.8.4.16。southbound的postman命令集可以到ovsdb源码目录下resources/commons/Ovsdb-Southbound-Collection-for-Single-Node-Cluster.json.postman_collection，导入到postman即可使用。笔者根据实验，整理了更方便的postman命令集，下载地址为https://www.getpostman.com/collections/0165fe58d20e33eb2e9c，打开另存为文件，导入到postman即可。

OpenDaylight：Lithium SR1版本，作为manager来管理OVS。

实验拓扑

OVSDB vs. OpenFlow

如下图所示，ODL连接OVS有两种协议：Openflow，OVSDB。Openflow方式下，ODL作为OVS的controller，来给OVS下发流表。OVSDB方式下，ODL作为OVS的manager，用来配置OVS，包括创建bridge和port等。在生产环境中，这两中协议一般配合使用。Ovsdb-server服务处理OVSDB协议，ovs-vswitchd服务处OpenFlow协议。

Southbound组件

Southbound组件源码位于子项目ovsdb的southbound目录。目录结构如下所示。Southbound-api的ovsdb.yang定义了southbound的restconf API的格式和含义，使用southbound rest api之前建议浏览下。Southbound-impl通过监听datastore中ovsdb.yang的数据变化，解析为OVSDB协议【rfc7047】并下发给OVS。

3 搭建基于OVSDB的VxLAN网络

3.1 配置三层互通环境

VxLAN是在跨三层的大二层网络，为了更贴近实际，我们将Mininet-1和Mininet-2配置为三层互通。 Mininet-1和Mininet-2属于不同的IP子网

Mininet-1：192.168.1.0/24 Mininet-2: 192.168.2.0/24

并且，Mininet-1和Mininet-2位于不同的VMware虚拟网络（相当于VLAN隔离）。Mininet-1位于VMnet2，Mininet-2位于VMnet3。

配置ODL-VM。为虚机添加两块虚拟网卡eth0和eth1，分别配置到VMnet2和VMnet3。Eth0配置IP：192.168.1.1/24, eth1配置IP：192.168.2.1/24。

并开启ubuntu路由转发功能：

在/etc/sysctl.conf文件中加上下面一行，即可打开ip 转发功能：

net.ipv4.ip_forward = 1

另外需要将mininet-1和mininet-2的默认网关分别配置为192.168.1.1、192.168.2.1。

如下图所示，配置完毕后mininet-1和mininet-2可以互相ping通，至此三层互通环境配置完毕。

笔者的postman安装在windows下，为了让宿主操作系统windows能访问到ODL-VM，需要给ODL-VM另外配置一块虚拟网卡eth2，并设置为NAT模式（或者桥接模式也可，只要宿主系统能访问到ODL-VM即可）。

注：虽然mininet-1和mininet-2位于同一子网也可以，但是VxLAN是在跨三层网络的大二层，为了更贴近实际，故采用三层互通环境。另，三层互通环境可以避免二层广播可能会造成的问题。

3.2 OVS配置

将mininet-1和mininet-2上的 OVS配置为被动监听模式，此模式下，ODL和OVS的连接由ODL发起。

sudo ovs-vsctl set-manager ptcp:6640

OVS也可以配置为主动连接方式，此模式下，ODL和OVS的连接由交换机主动发起。

sudo ovs-vsctl set-manager tcp:192.168.92.128:6640

其中192.168.92.128:为ODL的IP地址。

两种模式除了配置命令不同外，OVS在ODL中的node-id也不同。被动监听模式下，OVS的node-id格式为“ovsdb: //{{ip : port}}“；主动连接模式下，OVS的node-id格式为”ovsdb://uuid//{{uuid of OVS}}”

本文采用被动监听模式。

注：mininet-1和mininet-2上的OVS的UUID相同，这是因为笔者的两个虚拟机是直接克隆的，本文采用的是被动监听模式，UUID相同不影响本次实验。

3.3 Mininet配置杠铃拓扑

分别在mininet-1和mininet-2上执行 :

sudo mn

该命令会创建两个host和一个bridge的网络。

默认情况下，Mininet-1和mininet-2上的h1的IP都是10.0.0.1，而h2的IP都是10.0.0.2。为了区别开，我们将mininet-2上的h1和h2重新配置IP。

本实验的最终目的就是让这四个host (10.0.0.1, 10.0.0.2, 10.0.0.3, 10.0.0.4)在一个二层网络，可以互相ping通。

为了对比，我们在mininet-1和mininet-2的不同host之间做ping测试。结果如下： 10.0.0.1 ping 其他host的结果：可以ping通在相同bridge下的10.0.0.2。ping不通在mininet-2上的10.0.0.3和10.0.0.4。

10.0.0.3 ping 其他host的结果：可以ping通在相同bridge下的10.0.0.4。ping不通在mininet-1上的10.0.0.1和10.0.0.2。

待本实验完成，mininet-1和mininet-2之间建立VxLAN隧道后，四个host位于同一个子网，就可以互相ping通。

3.4 ODL配置

下载opendaylight lithium SR1版本，运行./bin/karaf启动后执行：

feature:install odl-ovsdb-southbound-impl-ui

该命令会安装所有必要的feature，feature之间的依赖请参考southbound中的feature定义。Feature安装完成后，执行postman命令集中的“Get Config Topology“, 可以得到名为ovsdb:1的空拓扑，如下图所示。URL中的“odl”是ODL-VM的eth2的IP，本文将此IP配置到了hosts文件中。

3.5Postman配置Vxlan网络

首先ODL连接到mininet-1上的OVS。

用Postman分别下发”Create Specific Config OvsdbNode”,

下发成功后，执行postman命令集中的”Get Operational Topology”，可以在operational中查询到创建的ovsdbNode，且可以查询到sudo mn命令创建的名为s1的bridge。查询到的信息很多，在此不截图了。

类似地，我们将ODL连接到mininet-2上的OVS。

下面执行最后一步，也是最重要的一步，建立VxLAN隧道。针对mininet-1和mininet-2上的OVS, 分别执行postman命令集中的” Create Specific Config Termination Point”, 注意修改对应的IP，key对应的value就是VxLAN的VNI号，两次下发要保持一致。

3.6 结果分析

再次执行ping测试。

Mininet-1上的10.0.0.1可以ping通10.0.0.3 和10.0.0.4.

Mininet上的10.0.0.3可以ping通10.0.0.1和10.0.0.2。

在mininet-1上用wireshark抓包，如下图所示，抓到的是VxLAN封装类型的包。

3.7其他

实验中，我们直接用了mininet创建的bridge。也可以用postman调用RESTConf API来新建bridge。

执行postman命令集中的” Create Specific Config Bridge”, 为mininet-1上的OVS新建名为test的bridge。

4 参考资料

[1] https://wiki.opendaylight.org/view/OVSDB_Integration:Mininet_OVSDB_Tutorial [2] https://wiki.opendaylight.org/view/OVSDB:MDSAL_Southbound [3] http://www.sdnlab.com/5365.html [4] http://www.sdnlab.com/opendaylight-postman-vxlan/

5 总结

本文分析了基于OpenDaylight子项目OVSDB中的southbound组件来搭建VxLAN网络，详细介绍了通过Postman下发RESTConf API来完成VxLAN隧道建立的步骤。