[發明專利]一種基于OVS的實時虛擬網絡的實現方法

在審

• 申請號: 201911193584.8
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111211999A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 李國兵;張哲;衛寧;周江福;陳卓;王曄;李琦;劉毅楓
• 申請（專利權）人: 中國船舶工業系統工程研究院
• 主分類號: H04L12/931
• 分類號: H04L12/931;H04L29/08;G06F9/455
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種基于OVS的實時虛擬網絡的實現方法，其特征在于步驟如下：

(1)安裝部署OVS虛擬交換機，于OVS虛擬交換機上安裝DPDK插件，進行DPDK的優化配置；

(2)于物理網卡接收數據包，于Datapath中判斷是否可以直接轉發該數據包，若于Datapath緩存記錄中找到接收記錄，則將該數據包向外轉發；若未找到接收記錄，則對數據包目的端口進行確認，根據配置的流表策略獲取目的端口的轉發規則，并根據所得轉發規則進行轉發；

(3)于Linux系統中配置用于提高內存訪問率的大頁緩存，同時于系統中配置UIO，安裝應用空間下所需驅動程序；

(4)將不同控制面線程、數據面線程綁定至不同CPU核，同時配置無鎖環形緩存管理，同時使用收發包批處理功能處理數據；

(5)利用用戶態輪詢驅動實現虛擬機和主機零拷貝。

2.根據權利要求1所述的一種基于OVS的實時虛擬網絡的實現方法，其特征在于：所述驅動程序為網卡驅動，于用戶空間運行以減小報文在用戶空間與應用空間的拷貝次數。

3.根據權利要求1所述的一種基于OVS的實時虛擬網絡的實現方法，其特征在于：所述步驟(2)中，對數據包目的端口進行確認的具體步驟為：

若于Datapath緩存記錄中未找到接收記錄，直接通過DPDKlib將數據發送到用戶空間的vswitchd，同時操作openflow流表，實現與ovsdb以及ovs-ofctl交互，并通過vswitchd檢查ovsdb數據庫以查看數據包的目的端口。

4.根據權利要求3所述的一種基于OVS的實時虛擬網絡的實現方法，其特征在于：所述步驟(2)中，根據數據包的目的端口獲取數據轉發規則的具體方法為：

通過OpenFlow協議向OVS交換機下發FlowTable流表，控制交換機的根據FlowTable進行轉發，其中：

FlowTable流表不同流表項組成，每個流表項均為一個轉發規則。進入交換機的數據包通過查詢流表來獲得轉發的目的端口。流表項由頭域、計數器和指令集組成；其中頭域為十元組，即流表項的標識；計數器用于計算流表項的統計數據；指令集標明了與該流表項匹配的數據包應該執行的操作。

5.根據權利要求1所述的一種基于OVS的實時虛擬網絡的實現方法，其特征在于：所述虛擬機與主機間數據傳輸通過用戶態vhost-backend程序實現零拷貝。

6.根據權利要求1所述的一種基于OVS的實時虛擬網絡的實現方法，其特征在于：所述OVS虛擬交換機采用virtio虛擬網卡，并通過DPDK插件進行虛擬機的網絡優化，使虛擬機網絡直接連通外部網絡。