基于DPDK的OVS虚拟交换机收发包处理流程

基于DPDK 的OVS 数据包处理流程

　　1）OVS 的内核态空间接收到网卡的中断通知后，通过用户空间的I/O(userspace I/O，UIO) 驱动轮询模块接收到网卡发来的数据包，用户态空间通过DPDK 的PMD 收端口驱动直接接收来自网卡的报文。

　　2）用户态空间收取到报文之后，从数据包中提取由流表需要匹配的有效信息( 源/目的IP、MAC、端口等) ，通过这些信息查看控制器下发的流表信息来进行匹配，通过流表下发的匹配规则来进行报文的转发操作，首先需要根据是否有缓存信息的流表来进行模糊匹配，如果匹配存在，将数据报文直接从内核态空间的桥接口发送，转发至下一个指定的桥接口，进行快速转发。

　　3）如果模糊匹配没有命中，在用户态再进行一次流表结构精确匹配，如果精确匹配存在，将报文通过流表指定出接口转发。

　　4）如果精确匹配没有命中，那么将数据报文在有控制器接收的情况下，通过openflow 协议，通知控制器，用户态空间将该报文转交给控制器处理，通过控制器识别该报文，并对该类报文进行统一的管理，学习转发规则，生成新的流表下发给用户态空间。

　　5）控制器通过上报的报文下发新的流表给用户态空间，用户态空间根据接收的新流表进行更新并且再次匹配，根据新匹配的流表进行相应的报文处理操作，即转发或丢弃。

传统OVS 数据包处理流程

　　1）OVS 的内核态空间数据通道模块接收某个网卡中断驱动发送的数据包，从数据包中提取源/目的IP、MAC 地址、端口等信息，在内核态空间缓存中去进行匹配数据通道上的流表结构，如果匹配命中，则进行快速转发，即模糊匹配。

　　2）如果模糊匹配没有命中，则通过netlink upcall 机制通知用户态空间。内核态空间复制报文到用户态空间之后，通过数据报文的匹配原则，查询用户态精确流表，如果精确匹配命中，将报文通过流表指定出接口转发。

　　3）如果精确匹配没有命中，在控制器接入的情况下，通过openflow 协议，通知控制器，将报文由用户态空间复制到控制器进行处理。控制器接收到报文之后对报文进行识别和下发指定流表操作，告知用户态空间如何处理这个报文。

　　4）控制器根据上报的报文重新下发流表，用户态空间会根据接收的流表将内核态空间的流表进行更新，更新后，重新把数据发送给数据通道模块，数据通道模块重新匹配，然后做相应的报文处理操作转发或丢弃。

参考文献：[1]胡卫文,陈俊强.基于DPDK技术实现OVS[J].网络新媒体技术,2018,7(01):47-53.