【OVS2.5.0源码分析】vxlan端口创建流程分析

本文详细分析了Open vSwitch(OVS)2.5.0版本中vxlan端口的创建流程,从ovs-vsctl命令开始,经过bridge_reconfigure、iface_create等多个步骤,最终在内核层面进行处理。重点关注内核部分,包括创建net_device设备对象,设置vxlan socket和encap_rcv函数,以及vxlan offload的注册以实现报文的Generic Receive Offload (GRO)。内核接收到报文后,GRO流程将报文聚合并由vxlan_udp_encap_recv函数进一步处理。

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vxlan端口是通过ovs-vsctl命令创建的,整个调用流程如下:

bridge_reconfigure->bridge_add_ports->bridge_add_ports__->iface_create->iface_do_create->ofproto_port_add->port_add(ofproto_class)->dpif_port_add->dpif_netlink_port_add(dpif_class)->dpif_netlink_port_add__->内核分界线->ovs_vport_cmd_new->new_vport->ovs_vport_add

本篇着重介绍内核部分的处理流程,另外ofproto_class的port_add函数也是非常关键,它决定了系统中vxlan端口只能创建一个:

port_add函数

static int
port_add(struct ofproto *ofproto_, struct netdev *netdev)
{
    struct ofproto_dpif *ofproto = ofproto_dpif_cast(ofproto_);
    const char *devname = netdev_get_name(netdev);
    char namebuf[NETDEV_VPORT_NAME_BUFSIZE];
    const char *dp_port_name;

    if (netdev_vport_is_patch(netdev)) {		//如果是patch端口,不需要创建后端设备
        sset_add(&ofproto->ghost_ports, netdev_get_name(netdev));
        return 0;
    }

    dp_port_name = netdev_vport_get_dpif_port(netdev, namebuf, sizeof namebuf);
    if (!dpif_port_exists(ofproto->backer->dpif, dp_port_name)) {		//vxlan类型的端口,后端设备是唯一的,只能创建一个
        odp_port_t port_no = ODPP_NONE;
        int error;

        error = dpif_port_add(ofproto->backer->dpif, netdev, &port_no);
        if (error) {
            return error;
        }
        if (netdev_get_tunnel_config(netdev)) {
            simap_put(&ofproto->backer->tnl_backers,
                      dp_port_name, odp_to_u32(port_no));
        }
    }

    if (netdev_get_tunnel_config(netdev)) {
        sset_add(&ofproto->ghost_ports, devname);
    } else {
        sset_add(&ofproto->ports, devname);
    }
    return 0;
}


ovs_vport_cmd_new函数

static int ovs_vport_cmd_new(struct sk_buff *skb, struct genl_info *info)
{
	struct nlattr **a = info->attrs;
	struct ovs_header *ovs_header = info->userhdr;
	struct vport_parms parms;
	struct sk_buff *reply;
	struct vport *vport;
	struct datapath *dp;
	u32 port_no;
	int err;

	if (!a[OVS_VPORT_ATTR_NAME] || !a[OVS_VPORT
<think>好的,我现在需要帮助用户分析Open vSwitch(OVS)的源码实现。用户已经提供了一些相关的引用资料,我需要结合这些资料来组织一个详细的回答。首先,我应该先理解用户的需求,他们可能是一个刚开始接触OVS源码的开发者或研究人员,想要了解源码的结构和关键模块。 根据引用资料,OVS源码结构包括ovs-vswitchd守护进程、ovsdb-server数据库、内核模块等。用户提供的引用[1]提到了源码文件布局,我需要先介绍这一点,让用户有一个整体的认识。然后,根据引用[2]、[3]、[4],网桥(Bridge)的实现、vswitchd的功能以及主循环的结构都是关键部分。我需要将这些部分逐一展开,说明它们的功能和相互关系。 接下来,我需要确保回答符合用户给出的格式要求,比如使用中文,正确应用行内和独立公式的LaTeX格式(虽然目前可能用不上数学公式,但如果有需要的话要记得)。另外,用户要求生成相关问题,这些问题需要与源码分析相关,能够引导用户进一步探索。 在组织内容时,可能需要分模块介绍,比如源码结构、核心组件、数据路径处理、主循环机制等。每个部分需要结合引用中的具体信息,比如bridge_run()和bridge_wait()的作用,以及ovs-vswitchd的主循环结构。同时,要确保引用标识正确添加到对应的段落末尾,例如引用[^1]、[^2]等。 还要注意用户提到的“系统级指令”中的要求,比如行内数学表达式用$...$,独立公式用$$...$$,不过当前问题可能涉及较少的数学内容,但如果有涉及的地方需要正确应用。另外,回答需要结构清晰,分步骤说明,保证真实可靠,所以需要准确引用提供的资料,并正确标注来源。 最后,生成的相关问题应该针对OVS源码的深入分析,比如数据路径实现、与内核模块的交互、性能优化等,这样可以帮助用户进一步研究。需要确保问题具有针对性,能够引导用户探索源码的不同方面。 总结来说,回答的结构应该包括源码结构概述、核心模块分析(如网桥、vswitchd)、主循环机制、数据路径处理,以及源码分析方法,每个部分结合引用资料进行说明,并在最后生成相关问题。需要注意格式正确,引用标识正确放置,语言简洁明了,帮助用户逐步理解OVS源码实现。</think>### Open vSwitch源码实现分析 #### 1. 源码结构概述 Open vSwitch(OVS)的源码组织主要分为以下模块: - **ovs-vswitchd**:用户空间守护进程,负责处理交换逻辑和流表管理[^4] - **ovsdb-server**:轻量级数据库,存储交换机配置和状态信息 - **内核模块**:实现快速数据路径(如`datapath/linux`目录) - **协议支持**:包括OpenFlow、NetFlow等协议实现 引用[1]指出,2.17.1版本源码目录结构清晰,核心模块集中在`lib`、`ofproto`、`vswitchd`等目录中[^1]。 #### 2. 核心组件分析 **(1) 网桥(Bridge)实现** - 通过`struct bridge`表示虚拟网桥,包含端口、流表、QoS策略等配置[^2] - 功能实现比Linux Bridge更强大,支持: $$ \text{OpenFlow协议} + \text{多级流表} + \text{SDN扩展} $$ - 关键数据结构关联: ```c struct bridge → struct ofproto → struct flow_table ``` **(2) vswitchd主循环** 主程序通过事件驱动模型运行: ```c while (!exiting) { bridge_run(); // 处理网桥状态更新 unixctl_server_run();// 执行控制命令 netdev_run(); // 处理网络设备事件 poll_block(); // 等待事件触发[^4] } ``` 其中`bridge_wait()`实现同步机制,协调OVSDB事务、接口通知等事件[^3]。 #### 3. 数据路径处理 - **快速路径**:内核模块处理常规数据包转发 - **慢速路径**:用户空间处理复杂匹配和OpenFlow规则 - 流量匹配公式: 设数据包特征为$P=\{src\_mac, dst\_mac, ...\}$,流表规则为$F=\{match\_fields, actions\}$,则: $$ \exists F_i \in FlowTable,\ s.t.\ P \subseteq match\_fields(F_i) $$ #### 4. 源码分析方法论 建议采用以下步骤: 1. 从`ovs-vswitchd/main.c`跟踪主循环 2. 分析`bridge_init()`初始化流程 3. 研究`ofproto`模块的OpenFlow实现 4. 对照OVSDB模式文件`vswitch.ovsschema` ###
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