OpenvSwitch 子项目 OVN 功能介绍（一）

众所周知，OpenvSwitch 以其丰富的功能和不错的性能，已经成为 Openstack 部署中最受欢迎的虚拟交换机。由于 Openstack Neutron 的架构引入了一些性能问题，比如 neutron-server 要与非常多的 agent 通信，RPC 就是一个性能瓶颈，还有 neutron 里面用到非常多的 namespace，namespace 资源有限而且系统开销比较大，这也是一个性能瓶颈。OVS 社区觉得从长远来看，Neutron 应该让一个其它的项目来做虚拟网络的控制平面，Neutron 只需要提供 API 的处理，于是 OVS 社区推出了 OVN（Open Virtual Switch）这个项目，OVN 是 OVS 的控制平面，它给 OVS 增加了对虚拟网络的原生支持，大大提高了 OVS 在实际应用环境中的性能和规模。

OVN 的功能

虽然 OVN 是 OVS 社区在 2015 年 1 月份才宣布的一个子项目，但是到目前为止 OVN 已经支持了很多功能，

• Logical switches：逻辑交换机，用来做二层转发。
• L2/L3/L4 ACLs：二到四层的 ACL，可以根据报文的 MAC 地址，IP 地址，端口号来做访问控制。
• Logical routers：逻辑路由器，分布式的，用来做三层转发。
• Multiple tunnel overlays：支持多种隧道封装技术，有 Geneve，STT 和 VXLAN。
• TOR switch or software logical switch gateways：支持使用硬件 TOR switch 或者软件逻辑 switch 当作网关来连接物理网络和虚拟网络。

OVN 对于运行平台没有额外的要求，只要能够运行 OVS，就可以运行 OVN，所以 OVN 可以和 Linux，Docker，DPDK 还有 Hyper-V 兼容，从 OVS 升级到 OVN 是非常容易的。

另外 OVN 可以和很多 CMS（Cloud Management System）集成到一起，比如 Openstack neutron，这些 CMS 只需要添加一个 plugin 来配置 OVN 即可。

OVN 架构

图 1. OVN 架构图

图 1 是 OVN 架构概览，最上面 Openstack/CMS plugin 是 CMS 和 OVN 的接口，它把 CMS 的配置转化成 OVN 的格式写到 Nnorthbound DB 里面。

Northbound DB 里面存的都是一些逻辑的数据，大部分和物理网络没有关系，比如 logical switch，logical router，ACL，logical port，和传统网络设备概念一致。

OVN-northd 类似于一个集中的控制器，它把 Northbound DB 里面的数据翻译一下，写到 Southbound DB 里面。

Southbound DB 里面存的数据和 Northbound DB 语义完全不一样，主要包含 3 类数据，一是物理网络数据，比如 HV（hypervisor）的 IP 地址，HV 的 tunnel 封装格式；二是逻辑网络数据，比如报文如何在逻辑网络里面转发；三是物理网络和逻辑网络的绑定关系，比如逻辑端口关联到哪个 HV 上面。

ovn-controller 是 OVN 里面的 agent，类似于 neutron 里面的 ovs-agent，它也是运行在每个 HV 上面，北向，ovn-controller 会把物理网络的信息写到 Southbound DB 里面，南向，它会把 Southbound DB 里面存的一些数据转化成 Openflow flow 配到本地的 OVS table 里面，来实现报文的转发。

ovs-vswitchd 和 ovsdb-server 是 OVS 的两个进程。