Open vSwitch

Open vSwitch(OVS)は、分散仮想マルチレイヤスイッチのオープンソース実装である。 Open vSwitch の主な目的は、 ハードウェア仮想化環境にスイッチングスタックを提供すると同時に、 コンピューターネットワークで使用される複数のプロトコルと標準をサポートすることである^[3]。

Open vSwitch

開発元	OvS Technical Steering Committee 及び Linux Foundation
初版	2009年7月29日 (15年前) (2009-07-29)[1]
最新版	3.2.1, 3.1.3, 3.0.5 and 2.17.8[2] / 2023年10月17日 (11か月前) (2023-10-17)
リポジトリ	github.com/openvswitch/ovs.git
プログラミング 言語	C言語,Python
対応OS	Linux, Hyper-V, FreeBSD, NetBSD
規格	IEEE 802.1AX-2008, IEEE 802.1D-1998, IEEE 802.1D-2004 他多数
サポート状況	開発中
種別	仮想レイヤ3スイッチ
ライセンス	Apache License 2.0
公式サイト	openvswitch.org

このプロジェクトのソースコードは、 Apache License 2.0ライセンスに基づいて配布されている。

概要

クロスサーバ仮想ネットワークスイッチとして展開され、複数の物理サーバに透過的に分散されたOpen vSwitch^[3]

Open vSwitch は、 仮想多層ネットワークスイッチのソフトウェア実装であり、プログラムによる拡張を通じて効果的なネットワーク自動化を可能にするように設計されており、標準の管理インタフェースや、NetFlow、sFlow、SPAN、RSPAN、CLI、LACP、802.1ag 等のプロトコルをサポートしている。さらに、Open vSwitch は、VMware vNetwork 分散vswitch またはCisco Nexus 1000Vと同様に、基盤となるサーバアーキテクチャを抽象化する方法でクロスサーバスイッチを作成できるようにすることで、複数の物理サーバ間で透過的な分散をサポートするように設計されている^[4][5][6]。

Open vSwitch は、仮想マシン(VM)ハイパーバイザ内で実行されるソフトウェアベースのネットワークスイッチおよび専用スイッチングハードウェアの制御スタックとして動作できる。そのため、複数の仮想化プラットフォーム、スイッチングチップセット、およびネットワークハードウェアアクセラレータに移植された^[7]。バージョン6.0以降のCitrix XenServer仮想化プラットフォーム^[8]と、XAPI 管理ツールスタックを介したXen クラウドプラットフォームのデフォルトのネットワークスイッチである^[9]。また、Xen、Linux KVM、Proxmox VE、VirtualBoxハイパーバイザをサポートし、Hyper-Vへのポートも利用できる^[10]。また、OpenStack、openQRM、OpenNebulaとoVirt 等の様々な統合されたクラウドコンピューティングを含むソフトウェアプラットフォームおよび仮想化管理システムを持つ^[4][5]。

Open vSwitch のLinuxカーネル実装は、2012年3月18日にリリースされたカーネルバージョン3.3のカーネルメインラインにマージされた^[11][12]。Debian、Fedora、openSUSE、Ubuntuの公式Linuxディストリビューションで利用可能である^[4]。2014年1月、FreeBSDとNetBSDの実装も利用でき、NetBSDの実装は完全なユーザ空間で動作する^[13][14][15]。

Open vSwitch のソースコードの大部分は、プラットフォームに依存しないC言語で記述されているため、さまざまな環境への移植が容易である。ソースコードは、Apache License 2.0の下でライセンスされている^[4]。

機能

2015年9月 (2015-09)現在^[update]、Open vSwitch によって提供される機能を次に示す^[16][17]:

• NetFlow、sFlow、 IPフロー情報エクスポート(IPFIX)、スイッチドポートアナライザ(SPAN)、リモートスイッチドポートアナライザ(RSPAN)、およびGeneric Routing Encapsulation(GRE)を使用してトンネルされたポートミラーを介した、仮想マシン間の公開された通信
• リンクアグリゲーションによるリンクアグリゲーション管理プロトコル(LACP、IEEE 802.1AX-2008）
• ネットワークパーティショニング用の標準の802.1Q仮想LAN(VLAN)モデルによるトランキングをサポート
• インターネットグループ管理プロトコル(IGMP)のバージョン1、2、3を使用したマルチキャストスヌーピングのサポート
• Shortest Path Bridging Media Access Control(SPBM)のサポート、およびLink Layer Discovery Protocol(LLDP)関連の基本サポート
• Bidirectional Forwarding Detection(BFD)および802.1agリンクモニタリングのサポート
• スパニングツリープロトコル(STP、IEEE 802.1D-1998)および高速スパニングツリープロトコル(RSTP、IEEE 802.1D-2004)のサポート
• さまざまなアプリケーション、ユーザ、またはデータトラフィックフローに対するきめ細かなQoS制御
• 階層的フェアサービスカーブ (HFSC)キューイング規則(qdisc)のサポート
• 仮想マシン(VM)インタフェースレベルでのトラフィックポリシング
• ネットワークインターフェイスコントローラ(NIC)ボンディング、MACソースアドレス、アクティブバックアップ、およびレイヤー4ハッシュによるサーバロードバランシング
• さまざまな仮想化関連の拡張機能を含む、OpenFlowプロトコルのサポート
• 完全なIPv6サポート
• Generic Routing Encapsulation(GRE)、Virtual Extensible LAN(VXLAN)、ステートレストランスポートトンネリング(STT)、Geneve 等の複数のトンネリングプロトコルのサポート、およびインターネットプロトコルセキュリティ(IPsec)レイヤの追加サポート
• C言語およびPythonプログラミング言語用の既存のバインディングを備えたリモート構成プロトコル
• カーネル空間またはユーザ空間にパケット転送エンジンを実装し、カーネル空間を離れることなく転送されたパケットの大部分を処理し、マルチスレッドカーネル空間とユーザ空間コンポーネントを使用することにより、柔軟性を向上させ、パフォーマンスを向上させる^[18][19]
• フローキャッシュエンジンを備えたマルチテーブル転送パイプライン
• 転送レイヤーの抽象化により、Open vSwitch を新しいソフトウェアおよびハードウェアプラットフォームに簡単に移植できる

参考

• 分散オーバーレイ仮想イーサネット(DOVE)
• LANスイッチング
• ネットワーク機能仮想化(NFV)
• オーバーレイトランスポート仮想化(OTV)
• ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)

脚注

1. “A complete list of Open vSwitch releases”. openvswitch.org. 2017年11月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。4月2日2014年閲覧。
2. Ilya Maximets (2023年10月17日). “[ovs-announce Open vSwitch 3.2.1, 3.1.3, 3.0.5 and 2.17.8 are available.]”. openvswitch.org. 2023年11月12日閲覧。
3. M. Tim Jones (10月27日2010年). “Virtual networking in Linux”. IBM. 4月9日2014年閲覧。
4. “Open vSwitch: An Open Virtual Switch”. openvswitch.org. 11月24日2013年閲覧。
5. Thomas Graf (4月24日2013年). “Underneath OpenStack Quantum: Software Defined Networking with Open vSwitch” (PDF). Red Hat. 4月9日2014年閲覧。
6. Ralf Spenneberg. “Virtual switching with Open vSwitch”. admin-magazine.com. 4月2日2014年閲覧。
7. “Tilera Launches Open Virtual Switch Solution (OVS) to Accelerate NFV and SDN”. Marketwired (2月24日2014年). 6月22日2015年閲覧。
8. “XenServer 6.0 Release Notes”. Citrix Systems (3月8日2012年). 1月22日2015年閲覧。
9. “XAPI: Open source software to build private and public clouds”. xenproject.org (2013年). 1月22日2015年閲覧。
10. Alessandro Pilotti (5月22日2014年). “Open vSwitch on Hyper-V”. cloudbase.it. 6月22日2015年閲覧。
11. “Linux kernel 3.3, Section 1.3. Open vSwitch”. kernelnewbies.org (3月18日2012年). 4月2日2014年閲覧。
12. Jonathan Corbet (11月30日2011年). “Routing Open vSwitch into the mainline”. LWN.net. 4月2日2014年閲覧。
13. “FreshPorts – net/openvswitch”. freshports.org (12月30日2013年). 4月2日2014年閲覧。
14. Gaetano Catalli (11月7日2011年). “Open vSwitch: performance improvement and porting to FreeBSD” (PDF). ucl.ac.be. 6月22日2015年閲覧。
15. “openvswitch/ovs: ovs/INSTALL.NetBSD at master”. github.com (1月11日2014年). 2014年4月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。4月9日2014年閲覧。
16. “Open vSwitch: Features”. openvswitch.org. 9月17日2015年閲覧。
17. Jesse Gross (September 2013). “Programmable Networking with Open vSwitch” (PDF). linuxfoundation.org. LinuxCon. 11月24日2013年閲覧。
18. Justin Pettit (11月13日2014年). “Accelerating Open vSwitch to 'Ludicrous Speed'”. networkheresy.com. 5月26日2015年閲覧。
19. Jesse Gross (8月21日2014年). “The Evolution of Open vSwitch” (PDF). events.linuxfoundation.org. LinuxCon. pp. 6, 13–17. 5月28日2015年閲覧。

外部リンク

• 公式ウェブサイトsource code - GitHub
• to Open vSwitch 映像 - YouTube、2013年12月15日
• vSwitch: Deep Dive The Virtual Switch for OpenStack 映像 - YouTube, 2013年11月8日
• OVN, Bringing Native Virtual Networking to OVS, 2015年1月13日, by Justin Pettit, Ben Pfaff, Chris Wright, and Madhu Venugopal
• Open Virtual Network (OVN) Proposed Architecture, 2015年1月13日、by Ben Pfaff
• 6WIND Announces Open vSwitch Acceleration for Red Hat Enterprise Linux OpenStack Platform, 2014年4月16日
• Going With the Flow：Google's Secret Switch to the Next Wave of Networking ,Wired , 2012年4月17日, by Steven Levy
• Performance Characteristics of Virtual Switching, IEEE, 2014, by Paul Emmerich, Daniel Raumer, Florian Wohlfart, Georg Carle