1 简介

OpenVirteX（以下简写为OVX）是一个网络虚拟化平台，操作人员可以用来创建和管理虚拟SDN网络（vSDNs）。租户可以通过虚拟化的OF网络构建特定的网络拓扑，寻址等。同FlowVisor相似，OVX也处于Physical Network与Controller的中间层，担任相同的角色。两者区别在于对数据包头的处理粒度不同，FlowVisor会根据flowspace的信息（如端口、ip地址等）将不同主机进行划分，以此来组成不同的slice。而OVX则是提供一个完整的虚拟网络。

图1 OpenVirteX的布局

OVX位于物理设备以及控制器之间，它的功能如下：

• 创建一个特定拓扑的独立虚拟网络
• 使用自己想要的网络控制器（OpenDaylight, Floodlight, NOX, BEACON）
• 能够使用整个地址空间
• 可以动态改变运行中的虚拟网络，并且能够从物理失效情况下自动恢复

2 OVX模块组成

• PHYSICAL COMPONET：面向网络的的南向部分，管理OVX与物理交换机的of通信（见图2粉色部分）

• VIRTUAL COMPONENT：面向租户的北向部分，其中每一个租户拥有一个众多OVXSwitch组成的虚拟网络，此部分负责OVXSwitch与controller之间的of通信（见图2蓝色部分）
• GLOBAL COMPONENT：作为连接上面两部分的桥梁，维护一套Physical Network 和OVXNetwork的对应关系（见图2绿色部分）
• API SERVER：提供关于系统配置，系统和网络状态的jsonrpc api

图2 事件流转过程

如上图所示，两个重要类ControllerChannelHandler和SwitchChannelHandler分别作为北向和南向接口的中枢处理发送过来的消息，当物理交换机packet-in消息过来时，SwitchChannelHandler.messageReceived()会进行分解LLDP与非LLDP消息，然后交给不同的消息方法处理，ControllerChannelHandler类似。作为中间层的GLOBAL COMPONENT担任着virtual和physical两部分的转化工作，即devirtualize和virtulize。

3 OVX组件的四种状态

目前在Java中实现OVX的迭代。组件被定义为[net.onrc.openvirtex.elements.*]包下的类。每个组件由一个基类定义。

OVX组件需要处理4种状态

• INIT：初始化，调用构造函数创建
• INACTIVE：非活跃状态，不处理of消息以及网络发现
• ACTIVE：运行状态，系统消息事件正常流转处理
• STOPPED：销毁，必须重新创建才能使用

图3 组件的状态迁移

状态迁移接口

• register() [INIT -> INACTIVE]：将组件添加到映射和存储中，检查依赖关系。 (例如：为交换机创建一个新的端口。)
• boot() [INACTIVE -> ACTIVE]：打开控制通道，激活相关组件。(例如： 如果端口启动（ boot()ed），就建立一个连接。)
• teardown() [ACTIVE -> INACTIVE]：关闭控制通道，关闭相关组件。(例如：如果一个端口不起作用了，那么与之相连的组件也不起作用。)
• unregister() [INACTIVE -> STOPPED]：从映射和存储中删除组件 ，必要的时候注销组件。(例如：一个连接不存在了, 那么不管一个或两个连接的端口注销了（unregister()ed），组件必须注销。)

4 OVX虚拟机

OVXSwitch分为两种虚拟化子类：

• VSW（OVXSingleSwitch）: 对应一个单独的虚拟switch。
• BVS（OVXBigSwitch）：将多个switch的集合看做一个crossbar，BVS保存有switch集合的route table。

图4 三个switch类切换到一个虚拟网络

图4是三个switch类切换到一个虚拟网络的结构图。每个Physical Switch (psw1, 2 and 3) 映射到对应的switch (switch1, 2, and 3)上。虚拟交换机vsw1是一个单独的交换机，映射到物理交换机psw1上，vsw2是一个集成的虚拟机，映射到psw2和psw3上，并且使用它们之间的连接作为SwitchRoute。每个tenant可以同时拥有VSW和BVS, 只要他们对应的psw没有重叠。最后，经OpenFlow通道（蓝色箭头）到控制平台。

5 OVX环境搭建

OpenVirteX官网提供了一套完整的OVX测试环境，除了OpenVirteX本身，还有Mininet、Floodlight等工具。下面介绍OVX集成环境的安装。

（1）环境准备：windows + vmware workstation。

（2）下载OVX虚拟磁盘文件，并解压http://ovx.onlab.us/wp-content/uploads/ovx-vm-x86_64-2014-10-14.zip

（3）在vmware workstation上新建一个虚拟机，步骤如下（此处不再给出安装图）：选择“自定义”选项 —>选择“稍后安装系统”—>选择ubuntu 64位—>选择官网推荐2G内存，资源不够用1G也可以—>使用桥接网络—>使用现有虚拟磁盘，并选择下载的ovx虚拟磁盘文件。

（4）完成步骤（3）后，启动虚拟机，登陆用户名及密码均为ovx。

（5）成功后的图形界面如下，进入/home/ovx/可以看到集成的OVX服务目录，包括Mininet、Floodlight、OpenVirteX，但MongoDB数据库需要自己安装。（集成环境默认使用Floodlight控制器，如需使用其他控制器，需额外安装，在这篇文章中就不作介绍了。）

集成环境说明：

• Floodlight是会随着虚拟机Linux系统启动而启动的，脚本位置为/home/ovx/ctrl/start-controllers.sh。floodlight默认tcp连接端口为10000、20000和30000，而ui默认端口为10001、20001、和30001。
• OVX默认启动6633端口，对物理交换机而言它就是控制器，当虚网启动后ovx会连接到floodlight的端口10000建立tcp连接。

6 MongoDB安装

参照http://docs.mongodb.org/manual/tutorial/install-mongodb-on-ubuntu/#install-mongodb

（1）导入MongoDB公共GPG密钥

Ubuntu软件包管理工具(即dpkg和apt)通过要求分销商签订GPG密钥包确保方案的一致性和真实性。发出以下命令来导入MongoDB公共GPG密钥。

（2）为MongoDB创建一个列表文件，使用下面的命令行创建/etc/apt/sources.list.d/mongodb.list列表文件。

（3）重新加载本地包数据库

（4）安装MongoDB数据包

1）你可以安装MongoDB的最新稳定版本或MongoDB的特定版本。

• 安装MongoDB的最新的稳定版本

• 安装MongoDB的特定版本

2）虽然您可以指定任何可用版本的MongoDB,apt-get将升级到可用的最新版本。但为了防止意外升级，需要使用以下命令序列:

（5）安装完成后，通过whereis命令可以查看到MongoDB安装成功的路径。

（6）更改MongoDB配置文件

将下面的配置项设置true（如果MongoDB数据库所在磁盘空间大于4G则无需更改，否则启动异常）

（7）启动MongoDB

7 启动OVX

进入/home/ovx/OpenVirteX/scripts，执行如下命令启动OVX。

第一次启动OVX，会提示packaging……..，耐心等待，成功启动后，会有相关数据库、switch连接信息，如下图。

更多OVX详情请参考链接：http://ovx.onlab.us/getting-started/tutorial/