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因为要为公司云产品做OVS类型虚拟化网络方案参考了Openstack和OVN的实现做了些笔记，之前虽然做过OVS的网络方案，但都是在骨干网上，相对逻辑比较简单。OVS方案在业界普遍使用，也有很多较为成熟的开源方案，如Openstack和OVN。
Openstack倒是整理了一份更为细致和准确的调研文档，但是网上资料太多没必要贴出来，后面会把流表设计相关内容放出来，还有一篇流表设计通用方案。
OVN的基本功能、架构、流表设计也做了些记录，这里贴出来供复习使用。
OVN 简介
OVN (Open Virtual Network) 是OVS提供的原生虚拟化网络方案，旨在解决传统SDN架构（比如Neutron DVR）的性能问题。
OVN是OVS的控制平面的一种结构实现，早期版本ovn就是放在ovs的代码里的，后面才分开的，但编译ovn是也必须指定ovs的源码目录，可见OVN实际上是OVS的亲儿子。
其主要功能包括
- L2/L3虚拟网络以及逻辑交换机(logical switch)
- L2/L3/L4 ACL
- IPv4/IPv6分布式L3路由
- ARP and IPv6 Neighbor Discovery suppression for known IP-MAC bindings
- Native support for NAT and load balancing using OVS connection tracking
- Native fully distributed support for DHCP
- Works with any OVS datapath (such as the default Linux kernel datapath, DPDK, or Hyper-V) that supports all required features (namely Geneve tunnels and OVS connection tracking)
- Supports L3 gateways from logical to physical networks
- Supports software-based L2 gateways
- Supports TOR (Top of Rack) based L2 gateways that implement the hardware_vtep schema
- Can provide networking for both VMs and containers running inside of those VMs, without a second layer of overlay networking
OVN架构
OVN由以下组件构成：
- northbound database：存储逻辑交换机、路由器、ACL、端口等的信息，目前基于ovsdb-server，未来可能会支持etcd v3
- ovn-northd: 集中式控制器，负责把northbound database数据分发到各个ovn-controller
- ovn-controller: 运行在每台机器上的本地SDN控制器
- southbound database：基于ovsdb-server（未来可能会支持etcd v3），包含三类数据
- 物理网络数据，比如VM的IP地址和隧道封装格式
- 逻辑网络数据，比如报文转发方式
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物理网络和逻辑网络的绑定关系
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补充说明
- Data Path：OVN的实现简单有效，都是基于OVS原生的功能特性来做的（由于OVN的实现不依赖于内核特性，这些功能在OVS+DPDK上也完全支持），比如
- security policies 基于 OVS+conntrack 实现
- 分布式L3路由基于OVS flow实现
- Logical Flows：逻辑流表，会由ovn-northd分发给每台机器的ovn-controller，然后ovn-controller再把它们转换为物理流表；
- 后面经常会用到 ovn-nbctl 和 ovn-sbctl 命令，是分别查看 Northbound DB 和 Southbound DB 数据，ovs-vsctl 用来查看本地ovs db的数据，着三个命令依次会越来越抽象。
如果实现OVS的虚拟交换机方案，有两个难点：
- 一是控制面设计，如果将网络业务逻辑转化为物理网络拓扑和转发逻辑，以及如何控制可能的大量的ovs虚拟交换机和流表;
- 二是数据面流表设计，好的流表设计可以有效减少流表数量，很好的扩展功能，方便维护和排障。
通过学习OVN可以：
- 参考其各项功能的流表设计；
- 参考其控制面设计，ovn控制面使用ovsdb协议，只有在计算节点上才会使用openflow协议，避免了openflow协议的性能问题；
使用OVN的问题记录：
- OVN实现比较复杂，后期学习和维护成本较高，不支持插件，自研需求需要修改源代码；
- 不支持跨主机的underlay方案，如vlan，但kube-ovn都已经支持；
- 对一些网络服务的管理，如LB（OVN自带最基本的三四层LB）、动态路由协议、动态DHCP等，未集成在系统内，需要额外实现；
- OVN的方案和我司目前使用Linux Bridge的方案差别较大，直接使用在软件上改动较大。
