常见OVS网桥及其链接接口详解

目录

1. 引言
2. OVS简介
3. 常见OVS网桥
   • QBR（qbr）
   • PLY网桥
   • br-int
   • br-tun
   • br-router
   • brcps
4. 常见网桥链接接口
   • QVO
   • QVI
   • QVM
   • Patch
5. 网桥和接口的工作原理
6. 应用场景
   • 虚拟化环境
   • 数据中心网络
   • 云计算平台

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1. 引言

开放虚拟交换机（Open vSwitch，简称OVS）是一种高性能、多层虚拟交换机，旨在用于大规模虚拟化环境和云计算环境。OVS不仅支持标准的交换机功能，还提供对高级功能（如VLAN、流量控制和监控）的支持。在OVS中，网桥（Bridge）和链接接口（Interface）是两个核心概念。本博文将详细介绍常见的OVS网桥及其链接接口，帮助读者更好地理解和使用OVS。

2. OVS简介

开放虚拟交换机（OVS）是一个开源的多层虚拟交换机，广泛用于各种虚拟化平台，如KVM、Xen和Docker。OVS的设计目标是提供高性能和高可用性的网络功能，并且能够与现有的网络管理工具和协议集成。OVS支持多种功能，包括但不限于VLAN、QoS、流量镜像和负载均衡。

3. 常见OVS网桥

在OVS中，网桥是虚拟网络设备的核心组件，它们用于连接虚拟机、物理接口和其他网桥。以下是一些常见的OVS网桥：

3.1 QBR（qbr）

QBR是一种特殊类型的OVS网桥，通常用于虚拟机与外部网络之间的通信。在Neutron（OpenStack的网络服务）中，QBR网桥用于管理虚拟机接口。

定义与原理：

• 定义：QBR网桥是一个虚拟交换机，用于连接虚拟机的虚拟接口（veth）和主机的虚拟接口（tap）。
• 原理：QBR网桥通过虚拟接口连接虚拟机和物理网络，实现数据包的转发和处理。

应用场景：

• 虚拟化环境：QBR网桥通常用于OpenStack Neutron中，以管理和配置虚拟机的网络接口。
• 数据中心：在数据中心中，QBR网桥用于确保虚拟机可以与外部网络通信。

3.2 PLY网桥

PLY网桥是一种常见的OVS网桥类型，通常用于连接虚拟机和其他虚拟网络设备。PLY网桥的命名方式通常为“ply-”前缀，后跟一串唯一的标识符。

定义与原理：

• 定义：PLY网桥是一个虚拟交换机，用于连接虚拟机和其他虚拟网络设备。
• 原理：PLY网桥通过内部接口（internal）和补丁接口（patch）连接虚拟机和其他网桥，实现网络数据包的转发和处理。

应用场景：

• 虚拟化环境：PLY网桥常用于KVM和Xen等虚拟化平台中，以连接和管理虚拟机的网络。
• 云计算平台：在OpenStack等云计算平台中，PLY网桥用于实现虚拟机之间的网络通信。

3.3 br-int

br-int（内部网桥）是OpenStack中Neutron服务的核心组件之一。它用于管理虚拟机之间的内部网络通信。

定义与原理：

• 定义：br-int是一个内部网桥，用于管理虚拟机之间的内部网络通信。
• 原理：br-int网桥通过内部接口和补丁接口连接虚拟机，实现虚拟机之间的数据包转发。

应用场景：

• 虚拟化环境：br-int网桥用于OpenStack Neutron中，以管理和配置虚拟机的内部网络。
• 数据中心：在数据中心中，br-int网桥用于确保虚拟机之间的高效网络通信。

3.4 br-tun

br-tun（隧道网桥）是OpenStack中Neutron服务的另一个核心组件。它用于管理虚拟机之间的隧道通信，支持VXLAN和GRE等隧道协议。

定义与原理：

• 定义：br-tun是一个隧道网桥，用于管理虚拟机之间的隧道通信。
• 原理：br-tun网桥通过隧道接口（如VXLAN、GRE）连接虚拟机，实现跨主机的隧道通信。

应用场景：

• 虚拟化环境：br-tun网桥用于OpenStack Neutron中，以实现虚拟机之间的隧道通信。
• 数据中心：在数据中心中，br-tun网桥用于跨主机的网络通信，确保高效的数据传输。

3.5 br-router

br-router是一个特殊的OVS网桥，通常用于虚拟路由器的实现。它管理虚拟机和外部网络之间的路由功能。

定义与原理：

• 定义：br-router是一个用于实现虚拟路由器功能的网桥。
• 原理：br-router网桥通过内部接口和补丁接口连接虚拟机和外部网络，实现数据包的路由和转发。

应用场景：

• 虚拟化环境：br-router网桥用于OpenStack Neutron中，以实现虚拟机与外部网络之间的路由。
• 云计算平台：在云计算平台中，br-router网桥用于管理虚拟机的外部网络访问。

3.6 brcps

brcps是一个用于管理计算节点和物理网络之间通信的OVS网桥，通常用于OpenStack中的计算节点。

定义与原理：

• 定义：brcps是一个管理计算节点与物理网络通信的网桥。
• 原理：brcps网桥通过物理接口和虚拟接口连接计算节点和物理网络，实现数据包的转发和处理。

应用场景：

• 虚拟化环境：brcps网桥用于OpenStack中，以管理计算节点与物理网络之间的通信。
• 数据中心：在数据中心中，brcps网桥用于确保计算节点与物理网络之间的高效通信。

4. 常见网桥链接接口

在OVS中，网桥链接接口是实现网桥之间和网桥与虚拟机之间通信的重要组件。以下是一些常见的OVS网桥链接接口：

4.1 QVO

QVO（qvo接口）是OVS中的虚拟接口，用于连接虚拟机和OVS网桥。

定义与原理：

• 定义：QVO接口是一种虚拟接口，用于连接虚拟机和OVS网桥。
• 原理：QVO接口通过虚拟接口将虚拟机连接到OVS网桥，实现数据包的转发和处理。

应用场景：

• 虚拟化环境：QVO接口用于将虚拟机连接到OVS网桥，实现虚拟机的网络通信。
• 云计算平台：在OpenStack等云计算平台中，QVO接口用于实现虚拟机的网络连接。

4.2 QVI

QVI（qvi接口）是OVS中的虚拟接口，通常用于连接虚拟机的内部接口。

定义与原理：

• 定义：QVI接口是一种虚拟接口，用于连接虚拟机的内部接口。
• 原理：QVI接口通过虚拟接口将虚拟机的内部接口连接到OVS网桥，实现内部网络的通信。

应用场景：

• 虚拟化环境：QVI接口用于连接虚拟机的内部接口，实现虚拟机内部的网络通信。
• 云计算平台：在OpenStack等云计算平台中，QVI接口用于实现虚拟机内部网络的连接。

4.3 QVM

应用场景：

• 虚拟化环境：QVM接口用于管理虚拟机的虚拟接口，实现虚拟机的网络通信。
• 云计算平台：在OpenStack等云计算平台中，QVM接口用于实现虚拟机的网络管理和配置。

4.4 Patch

Patch接口是OVS中一种特殊的虚拟接口类型，用于连接不同的OVS网桥。Patch接口通常成对出现，一对Patch接口将两个网桥连接在一起。

定义与原理：

• 定义：Patch接口是一种用于连接两个OVS网桥的虚拟接口。
• 原理：Patch接口通过虚拟接口将两个网桥连接在一起，实现数据包的无缝转发。

应用场景：

• 虚拟化环境：Patch接口用于连接不同的OVS网桥，以实现跨网桥的网络通信。
• 数据中心：在数据中心中，Patch接口用于连接多个OVS网桥，构建复杂的网络拓扑结构。

5. 网桥和接口的工作原理

OVS网桥和接口的工作原理涉及多个方面，包括数据包的转发、过滤和处理。以下是一些关键原理：

5.1 数据包转发

OVS网桥通过流表（Flow Table）来决定如何处理和转发数据包。每个流表条目包含匹配条件和动作，当一个数据包到达网桥时，网桥会根据流表条目对其进行处理。

5.2 数据包过滤

OVS网桥可以通过流表条目实现数据包的过滤，例如，可以根据源IP地址、目标IP地址、端口号等进行匹配和过滤。

5.3 数据包处理

OVS网桥还支持高级的数据包处理功能，如VLAN标记、QoS（质量服务）策略、流量镜像等。这些功能可以通过配置流表条目来实现。

6. 应用场景

OVS网桥和接口在多个领域都有广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：

6.1 虚拟化环境

在虚拟化环境中，OVS网桥用于连接和管理虚拟机的网络接口，实现虚拟机之间和虚拟机与外部网络之间的通信。

• KVM和Xen：OVS网桥常用于KVM和Xen等虚拟化平台，以连接和管理虚拟机的网络。
• Docker：在Docker容器环境中，OVS网桥用于管理容器之间的网络通信。

6.2 数据中心网络

在数据中心网络中，OVS网桥用于构建复杂的网络拓扑结构，支持高性能和高可用性的网络通信。

• 网络虚拟化：OVS网桥用于实现网络虚拟化，将物理网络抽象为虚拟网络，提供灵活的网络管理。
• 流量管理：OVS网桥支持流量控制和负载均衡，确保数据中心网络的高效运行。

6.3 云计算平台

在云计算平台中，OVS网桥是实现虚拟网络的重要组件，支持虚拟机的网络连接和管理。

• OpenStack：在OpenStack中，OVS网桥用于Neutron服务，以实现虚拟机的网络配置和管理。
• AWS和GCP：在AWS和GCP等云平台中，OVS网桥用于支持虚拟机和容器的网络连接。

希望这篇文章对各位宝子有帮助