OVS内核态架构图

 内核态与用户态交互

OVS的架構分成快速路徑(fast path)與慢速路徑(slow path)
快速路徑是內核空間(kernel space)的openvswitch.ko
慢速路徑是用戶空間(user space)的ovs-vswitchd

OVS+DPDK架构

 dpif-netdev：用户态的快速通路，实现了基于netdev设备的dpif API。

ofproto-dpif：实现了基于dpif层的ofproto API。

netdev-dpdk：实现了基于DPDK的netdev API，其定义的几种网络接口如下：

dpdk物理网口：其实现是采用高性能向量化DPDK PMD的驱动。

dpdkvhostuser接口： vhost-user可以挂接到用户态的数据通道上，与虚拟机的virtio网口快速通信。为了性能，在vhost burst收发包个数上，需要和dpdk物理网口设置的burst收发包个数相同。

 DPDK加速的OVS数据流转发的大致流程如下：

1）OVS的ovs-vswitchd接收到从OVS连接的某个网络端口发来的数据包，从数据包中提取源/目的IP、源/目的MAC、端口等信息。

2）OVS在用户态查看精确流表和模糊流表，如果命中，则直接转发。

3）如果还不命中，在SDN控制器接入的情况下，经过OpenFlow协议，通告给控制器，由控制器处理。

4）控制器下发新的流表，该数据包重新发起选路，匹配；报文转发，结束。

DPDK加速的OVS与原始OVS的区别在于，从OVS连接的某个网络端口接收到的报文不需要openvswitch.ko内核态的处理，报文通过DPDK PMD驱动直接到达用户态ovs-vswitchd里。

数据流向

 从物理或虚拟接口进入OvS-DPDK的数据包会根据其标头字段接收唯一的标识符或哈希，然后将其与三个主要交换表之一中的条目进行匹配：精确匹配缓存（EMC），数据路径分类器（dpcls）或ofproto分类器。数据包的标识符将按顺序遍历这三个表中的每一个，除非找到匹配项，在这种情况下，将执行表中匹配规则指示的适当操作，并在完成所有操作后将数据包转发出交换机。

 这三个表具有不同的特性和相关的吞吐量性能/延迟。EMC为有限数量的表条目提供了最快的处理速度。数据包的标识符必须与该表中所有字段（源IP和端口，目标IP和端口以及协议的5元组）的条目完全匹配，以实现最快的处理，否则它将在EMC上“遗漏”并传递给dpcls。dpcls包含更多表条目（安排在多个子表中），并启用数据包标识符的通配符匹配（例如，指定了目标IP和端口，但允许任何源）。这大约提供了EMC吞吐量性能的一半，并且可以满足大量的表条目。

       dpcls上的未命中会导致将数据包标识符发送到ofproto分类器，以便OpenFlow控制器可以决定操作。该路径性能最低，比EMC慢10倍以上。ofproto分类器中的匹配导致在更快的交换表中建立新的表条目，以便可以更快地处理相同流中的后续数据包。

EMC插入概率

默认情况下，每100个流中有1个插入到精确匹配缓存（EMC）中。可以通过设置emc-insert-inv-prob选项改变此插入概率:

       ovs-vsctl --no-wait set Open_vSwitch . other_config:emc-insert-inv-prob=N

       EMC是以PMD为边界的，每个PMD拥有自己的EMC；dpcls是以端口为边界的，每个端口拥有自己的dpcls；ofproto classifier是以桥为边界的，每个桥拥有自己的ofproto classifier