自宅ネットワークにおけるOpenFlowスイッチ OpenvSwitchの導入 ************************************************************ .. image:: Img/20120313_Home_Openflow.jpg :width: 100% モチベーション =================== 日本においてOpenFlowは近年のファブリック技術の発展・普及と 共に注目されている技術の一つである。 一般にOpenFlowに関してはUTMとの連携や帯域の有効活用が 現在よりも、そして、ファブリック技術よりも柔軟に可能と言われている。 しかし、また発展中の技術であること、実装が多くは存在しないことから、 OpenFlow技術自身が広く認知されているとは言い難い。 本稿では、 *自宅における生活のネットワークをOpenFlowで制御できるようにする* ことを目的とする。 自宅における運用に際して以下の点を留意した。 * 低価格: 個人で常識を疑われない投資コストであること * 省電力: 暑くならない(電力が高い=熱いではないけれど) * ファンレス: 夜寝れること 機材は図の通りである。 IX2015は必ずしも必要ない。 ただし、 この場合、Vlan100に相当する部分のルータのみブロードバンドルータに担わせ、 vlan210だけ、他 コントローラはNOXを用いる。 これは、OpenFlow Tutorialなどでも用いられており、 一般に広く用いられているコントローラ実装ためである。 スイッチはOpenFlowをサポートする仮想スイッチソフトウェアの OpenvSwitchを用いる。 仮想化の *NEC IX2015* ファンレスルータ。vlanを食える。トンネルもできる。L3としてしか動かず、vlanが透過できないことだけ問題。 *NetGear GS108Ev2* ファンレススイッチ。vlanを食える。Windowsからしか管理できないがとにかく安い。7000円以下。 *EPSON NP11* atomのPC。省電力。小さい。SSDに換装してある。 Debianの基本的な設定 ====================== VLAN I/Fの作成 ------------------- まず、Debianに対してvlanを切る。 *必要なpkgのインストール* :: aptitude install vlan 次に、interfacesにvlan I/Fの情報を書き、 networkingをrestartする。 */etc/network/interfaces* :: auto lo iface lo inet loopback auto eth2.200 iface eth2.200 inet static address 192.168.200.240 netmask 255.255.255.0 gateway 192.168.200.254 dns-nameservers 192.168.200.254 auto eth2.210 iface eth2.210 inet manual auto eth2.220 iface eth2.220 inet manual し、 :: sudo /etc/init.d/networing restart する。 .. NOTE:: restartのタイミングでI/Fがtaggedでないとアクセスできなくなるので注意。 eth2.XXXはeth2を物理的なI/FとしてVLANIDがXXXの 802.1aq taggedの論理I/Fを切ることを意味する。 ifaceのmanualはアドレスは手動でつけられることを意味する。 必要に応じて、I/Fがup/downする際のpre/postスクリプトを記述することも出来る。 今回の場合、Debianではvlan210, vlan220をブリッジインタフェースとして 利用するため、アドレスを付与しない(L3終端しない)ようにした。 OpenvSwitch(ovs)インストール ================================= まず、Debian上にソフトウェアスイッチであるovsをインストールする。 次に、ovsの初期化と先ほど作成した２つのvlan I/Fの追加を行い、 (OpenFlowスイッチとしてではなく)通常のスイッチとして動作させる。 ソースからのインストール -------------------------------- (2012/03/01現在) debianではovsのpkgは存在しない。 sidでは存在するが、ここでは、ソースからコンパイルした。 :: wheezyにあげます sudo aptitude update sudo aptitude full-upgrade # コンパイルなどに必要なパッケージのインストール sudo apt-get install python-qt4 python-zopeinterface python-twisted-conch pkg-config sudo apt-get install build-essential fakeroot # レポジトリの取得 mkdir ~/src cd ~/src git clone git://openvswitch.org/openvswitch # 導入 cd openvswitch/ dpkg-checkbuilddeps dpkg-checkbuilddeps: Unmet build dependencies: debhelper (>= 8) python-all (>= 2.6.6-3~) といわれたので、 sudo apt-get install debhelper python-all してから fakeroot debian/rules binary あるいは DEB_BUILD_OPTIONS='parallel=8 nocheck' fakeroot debian/rules binary を実行。後者はunit checkが飛ばされる。 cd .. sudo dpkg -i openvswitch-common_1.10.90-1_i386.deb sudo apt-get install uuid-runtime sudo dpkg -i openvswitch-switch_1.10.90-1_i386.deb すると、"Module openvswitch not found." /usr/share/doc/openvswitch-datapath-source/README.Debian をみろと怒られる。 sudo apt-get install module-assistant sudo dpkg -i openvswitch-datapath-source_1.10.90-1_all.deb /usr/share/doc/openvswitch-datapath-source/README.Debianを見ます。 sudo module-assistant auto-install openvswitch-datapath sudo dpkg -i openvswitch-switch_1.10.90-1_i386.deb あたらしいやつ --------------------- :: ovs-vsctl --no-wait init # ブリッジの追加 ovs-vsctl add-br br0 # 確認 -> br0が見える sudo ovs-vsctl show # datapath変更 ovs-vsctl set bridge br0 datapath_type=netdev # I/F追加 sudo ovs-vsctl add-port br0 eth2.210 sudo ovs-vsctl add-port br0 eth2.220 これで、bridgeにI/Fを追加できました！ ovsの初期設定(ここまでふるい)(旧設定) --------------------------------------------- :: # ovsの裏で動くDBが格納されるディレクトリとファイルを作成 sudo mkdir mkdir -p /usr/local/etc/openvswitch sudo ovsdb-tool create /usr/local/etc/openvswitch/conf.db vswitchd/vswitch.ovsschema # この時点で、DB Serverが動くので、まずは起動 sudo ovsdb-server --remote=punix:/usr/local/var/run/openvswitch/db.sock \ --remote=db:Open_vSwitch,manager_options \ --bootstrap-ca-cert=db:SSL,ca_cert \ --pidfile --detach # DBの初期化 ovs-vsctl --no-wait init # 仮想スイッチを起動し、DBと接続する # この時点では、単なる１つのプロセスであり、どのI/Fとも接続されていない ovs-vswitchd unix:/usr/local/var/run/openvswitch/db.sock --pidfile --detach POX ====== :: cd ~src git clone git://github.com/noxrepo/pox.git cd sudo ovs-vsctl get-controller br0 sudo ovs-vsctl set-controller br0 tcp:127.0.0.1:6633 sudo ovs-vsctl get-controller br0 > tcp:127.0.0.1:6633 sudo ovs-ofctl dump-flows br0 > NXST_FLOW reply (xid=0x4): ./pox.py forwarding.l2_learning NOXのインストール ========================= http://blog.bitmeister.jp/?p=2176 を参考にしました。 :: cd /etc/apt/sources.list.d sudo wget http://openflowswitch.org/downloads/debian/nox.listsudo apt-get update sudo apt-get install nox-dependencies cd ~ git clone git://noxrepo.org/nox cd nox cd ~/nox/build/src sudo vi +1125 /usr/lib/python2.6/dist-packages/twisted/internet/base.py の下に .. code-block:: python def _handleSigchld(self, signum, frame, _threadSupport=platform.supportsThreads()): from twisted.internet.process import reapAllProcesses if _threadSupport: self.callFromThread(reapAllProcesses) else: self.callLater(0, reapAllProcesses) 初めてのOpenFlow Forwarding =================================== :: $ ./nox_core -v -i ptcp:6633 pyswitch 別のウィンドウで $ sudo ovs-vsctl get-controller br0 $ sudo ovs-vsctl set-controller br0 tcp:127.0.0.1:6633 $ sudo ovs-vsctl get-controller br0 tcp:127.0.0.1:6633 $ sudo ovs-ofctl dump-flows br0