开启掘金成长之旅！这是我参与「掘金日新计划 · 12 月更文挑战」的第2天，点击查看活动详情
咋又搞起来云计算了？咋又学起SDN了？我也不知道
OVS
Open vSitch 简称OVS，是一个支持多层数据转发的高质量虚拟交换机，主要部署在服务器上面，但是实际我们应用时是部署在OpenStack虚拟化层面的，这个之后再说吧，相比传统交换机，具有很好的编程扩展性，同时具备传统交换机实现网络隔离和数据转发的功能，运行在实现虚拟化层面的物理机上面，并提供远程管理，提供了两种在虚拟化环境中远程管理协议，一个是OpenFlow,用流表来管理交换机的行为，另一种没用到，称为OVSDB，OpenFlow，又见到您了，定义于SDN网络，用于实现网络转发平面和控制平面分离。
OVS主要包含三个基本组件，如上图所示：一个是ovs-vswitchd、ovsdb-server、openvswitch.ko
- ovs-vswitchd 交换机的主要模块，该模块运行在用户态，主要负责基本的转发逻辑，地址学习和外部物理端口绑定等，还可以使用自带的ovs-ofctl工具采用openflow协议对交换机进行远程配置和管理。
- ovsdb-server组件是存储ovs网桥配置、日志的轻量级数据库，ovsdb是一个可以提供持久化存储的数据库，可以借助ovs-vsctl工具配置OVS交换机，server和DB之间采用OVSDB管理协议，通信内容包含加载配置信息，同时将运行过程中变化的OVS信息保存在数据库中。
- openvswitch.ko组件运行在内核态，属于快速转发平面，主要负责流表匹配，报文修改，隧道封装、转发或者上送，并且维护底层转发表，在原始的OVS中，报文首先经过该组件完成报文的解析和封装，转发规则匹配。若找到转发规则不再经过用户空间，直接转发，否则转交用户空间的ovs-vswitchd组件进行处理，ovs-vswitchd与openvswitch.ko采用netlink执行进程间的通信，netlink则是一红进程间的通信机制，可用于处理用户态和内核态的通信
碎碎念1：什么是用户态和内核态？？？？
应用程序从磁盘读取文件，是不是直接读硬盘写内存呢，当然不是，流程应该是
- 程序先将数据从硬盘拷贝到内核buffer
- 再将数据从内核buffer拷贝到用户buffer
这样用户态和内核态的区别就就此展开了，我们都知道所有的指令都是CPU完成执行的，但是也有不同权限。
用户态为Ring 3 而内核态为Ring 0，越接近核心权限越高，因此运行在Ring3的为用户态，而Ring 0则为内核态。
应用程序通过调用不同的函数库完成内核操作，比如分配内存等等，函数库发起系统调用，用户态就会切换为内核态执行内核方法。
回来了回来了
OVS的功能
OVS是一种以软件形式存在于虚拟网络中的交换机，与传统物理交换机类似，可以进行局域网划分，隧道搭建，模拟路由等
传统OVS发送报文的处理机制
当报文到达网卡设备的时候，网卡将接收到的报文交给该网卡绑定的端口，在OVS中定义的数据包接收函数处理。在datapath中进行报文头信息获取，根据报文头信息生成匹配流表的key值，得到key值进行内核态流表匹配。在OVS中有两个流表，一个位于内核空间的内核态流表，一个是位于用户空间的用户态流表，内核态流表主要存储近期匹配过的流表项。用户态流表主要由控制器或人为通过OVS提供的ovs-ofctl工具下发。当在内核态的流表中匹配到流表项的时候，数据包将不会再通过用户空间，而直接进行操作，如转发或者丢弃。如果没有匹配到，则会发送到用户态做相应的操作。
基于DPDK的报文处理机制
当报文到达网卡的时候，EAL层（环境抽象层，将底层环境资源做抽象）将报文发送到用户空间交给TO-Thread线程进行接管，在该线程中对报文进行解封装、解析协议内容等操作，根据报文头部与内核协议栈进行通信获取报文key值，完成用户态流表匹配，匹配到的流表项由TO-Thread线程进行处理，完成数据的转发或者丢包，整个过程不经过OVS中内核态datapath进程处理。
部分参考：
