OpenvSwitch的GRE、Vxlan隧道
此实验为sdnlab上Open vSwitch系列实验。
实验一 GRE隧道
一、实验目的
-
- 了解GRE协议及原理
- 理解 Open vSwitch如何配置GRE隧道
二、实验原理
Open vSwitch创建GRE原理很简单，就是把对GRE头和外部IP头的一些操作从原来的代码中抽象出来，做成内核“库函数”的形式，然后 Open vSwitch中就可以直接调用它们了。 Open vSwitch GRE tunnel没有注册网络设备，因此无法通过iplink看到它，它只是一个vport而已，所以能通过ovs-vsctl show可以看到。
三、实验步骤
1、配置mininet1
（1）创建br0，配置br0的IP地址为20.0.2.12，将端口eth0加入br0。
（2）创建br1，配置br1的IP地址为172.171.6.6。(ifconfig br1 172.171.6.6/24 up)，并使用ifconfig查看网络配置信息。
2、配置mininet2
（1）创建br0，配置br0的IP地址为20.0.2.11，将端口eth0加入br0。
1 # ovs-vsctl add-br br0 2 # ovs-vsctl add-br br1 3 # ifconfig eth0 0 up 4 # ifconfig br0 20.0.2.11 netmask 255.255.255.248 5 # ovs-vsctl add-port br0 eth0
（2）创建br1，配置br1的IP地址为172.171.6.7，并使用ifconfig查看网络配置信息。
# ifconfig br1 172.171.6.7/24
3、测试mininet1 ping 20.0.2.11 ping成功。由于两台设备都有将eth0口加入br0，拥有实际链路，arp广播请求都能正常发送接受，所以能ping通。 (若ping不通，查错方法:IP掩码是否配置正确->br1、eth0是否都有启用->是否有将eth0加入br1）
用172.171.6.6 ping 172.171.6.7 ping失败。由于没有将实际链路的接口加入br1，所以无法成功。
4、配置GRE隧道
根据传统配置gre隧道方法，需要配置以下参数：
- 本端地址
- 对端地址
- 隧道类型
- 路由
我们使用命令给mininet1的br1加入一个gre1的接口，隧道类型为gre，对端IP地址为20.0.2.11，本端地址和路由确定方法见以下注意事项。
sudo ovs-vsctl add-port br1 gre1 -- set interface gre1 type=gre option:remote_ip = 20.0.2.11
对mininet2也进行上述同样的配置，只是将对端IP地址改为20.0.2.12。
配置完成后的ovs情况：
注意：
- 一个交换机下有多个隧道口时，它会按端口从上至下顺序开始匹配。比如有gre1和vxlan1两个port，通过ovs-vsctl查看gre1在上，最后封装时时候会按gre1的配置去匹配。
- 确定利用哪个隧道封装后，会根据remote_ip在路由表上按上至下顺序查找对应路由，以确定本端地址。
完整流程:
（1）mininet1 172.171.6.6 ping mininet2的172.171.6.7 由于172.171.6.6是br1的地址，查看br1交换机下的端口，使用所有端口广播发送ARP请求。
（2) 从port gre1发出的请求，利用gre封装ARP包，在广播域中收到应答（外层20.0.2.12地址，内层172.171.6.6地址，内层和对端的172.171.6.7同一网段，所以能收到应答）。若本端出现多个地址都能达到20.0.2.11（比如再有一个br2 地址20.0.2.13 也能到达20.0.2.11)，那么查找路由表，找到目的地址为20.0.2.11（或其所在网段）的路由，由路由表从上到下顺序匹配，找到第一条符合的路由的Iface，将Iface的地址作为源地址。例如下图，第二、三条都能达到20.0.2.11，按顺序匹配应该优先匹配到第二条，Iface是br2 所以拿br2的地址作为gre封装的外层源地址。
（3）br1收到ARP应答。br1通过gre1口发收ICMP数据包。
5、利用wireshark抓包验证gre隧道
将源地址为172.171.6.7的ICMP包进行封装，在外部又套了一层源地址为20.0.2.11的ICMP包，由于交换机识别数据包是以外层包装来识别，而arp表又有20.0.2.11的的mac地址，所以能顺利将数据包送到对端，对端处理数据包时再剥离外层封装即可。数据包构造如下：
至此，OpenvSwitch的GRE隧道构建成功。
实验二 Vxlan隧道
一、实验目的
- 该实验通过Open vSwitch构建Overlay的VxLAN网络，更直观的展现VxLAN的优势。在实验过程中，可以了解如何建立VxLAN隧道并进行配置，并实现相同网段和不同网段之间的通信。
二、实验原理
VxLAN 是 Virtual eXtensible LANs 的缩写，它是对 VLAN 的一个扩展，是非常新的一个 tunnel 技术，在Open vSwitch中应用也非常多。从数量上讲，它把 12 bit 的 VLAN tag 扩展成了 24 bit。从实现上讲，它是 L2 over UDP，它利用了UDP 同时也是 IPv4 的单播和多播，可以跨 L3 边界，很巧妙地解决了 GRE tunnel 和 VLAN 存在的不足，让组网变得更加灵活。
三、实验步骤
1、配置mininet1，创建交换机br0（数据转发） br1（控制器），br0地址为30.0.0.1/8，br1的IP地址为20.0.4.196/29，将eth0接口加入br1。
2、配置mininet2，创建交换机br0（数据转发） br1（控制器），br0地址为30.0.0.2/8，br1的IP地址为20.0.4.195/29，将eth接口加入br1。
3、验证20.0.4.196 ping 20.0.4.195 成功。30.0.0.1 ping 30.0.0.2 失败。
4、在mininet1的br0上创建vxlan隧道
1 sudo ovs-vsctl add-port br0 vxlan0 -- set interface vxlan0 type=vxlan options:remote_ip=20.0.4.195
5、给mininet2的br0上创建vxlan隧道
1 sudo ovs-vsctl add-port br0 vxlan0 -- set interface vxlan0 type=vxlan options:remote_ip=20.0.4.196
6、验证30.0.0.1 ping 30.0.0.2 能通，说明同网段通讯正常。
7、将mininet2的br0的IP地址更改为40.0.0.1/8,发现40.0.0.1和30.0.0.1通讯失败。此时要在mininet1加上一条路由：
route add -net 40.0.0.0 netmask 255.255.255.248 30.0.0.1 dev br0
同理，在mininet2加上
route add -net 30.0.0.0 netmask 255.255.255.248 40.0.0.1 dev br0
因为下一跳都是br0的地址，所以数据包在转发时就知道要发往隧道，通过隧道发给对端，再交给对端进行路由。
这样，不同网段之间也能正常通讯。
8、利用wireshark查看数据包：
