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<title>Routage inter-VLAN avec Open vSwitch</title>
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<para>L'usage des commutateurs virtuels se développe très
rapidement avec l'augmentation tout aussi rapide du nombre
d'instances de machines virtuelles ou de conteneurs hébergés sur un
même système hôte physique. En fait, les besoins en commutation de
circuits et de paquets sont toujours présents que l'on utilise des
équipements physiques ou des systèmes virtuels. Cet article
présente deux maquettes réduites au strict minimum qui permettent
d'illustrer l'utilisation du commutateur virtuel <citetitle>Open
vSwitch</citetitle> dans un contexte de routage inter-VLAN. Le
parti pris des manipulations est de reproduire à l'identique les
opérations que l'on réaliserait sur des équipements réels.</para>
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<title>Méta-information</title>
<para>Cet article est écrit avec <link
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XML sur un système <link
xlink:href="https://www.debian.org"><citetitle>Debian
GNU/Linux</citetitle></link>. Il est disponible en version imprimable au
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<title>Le contexte : la maquette et les topologies types</title>
<para>Comme annoncé en introduction, on cherche à illustrer les fonctions
réseau classiques de commutation de circuits et de paquets. Par définition,
la commutation de circuits est le propre d'un commutateur tandis que la
commutation de paquets est le propre d'un routeur. Sur des équipements
réels, un routeur se distingue d'un commutateur par l'électronique de ses
interfaces. Non seulement cette électronique sert à l'interconnexion entre
réseaux hétérogènes mais elle offre aussi des fonctions de qualité de
service (<acronym>QoS</acronym>) plus sophistiquées. L'électronique d'un
commutateur permet de constituer un très grand nombre de circuits
<wordasword>full-duplex</wordasword> entre interfaces Ethernet. Si un
commutateur assure la fonction de routage, celle-ci revient à
interconnecter des réseaux homogènes puisque toutes ses interfaces sont de
type Ethernet.</para>
<para>Toujours sur des équipements réels modernes, la commutation de
paquets et la commutation de circuits se font grâce à des composants qui
manipulent un type de mémoire particulier appelé &url.cam;. Ces composants
permettent d'accélérer considérablement la transmission des données en
utilisant un algorithme de hachage des informations contenues dans les
en-têtes de trames et de paquets. Plutôt que suivre le processus de
désencapsulation normal qui consiste à analyser tous les champs des
en-têtes de chaque couche, on se contente de comparer des valeurs binaires
calculées à partir du flux réseau entrant et d'un flux antérieur. Si un
flux arrive sur une interface avec les mêmes propriétés qu'un flux
antérieur (adresses <acronym>MAC</acronym>, étiquette
<acronym>IEEE802.1Q</acronym>, adresses <acronym>IP</acronym>, etc.) pour
lequel la décision de commutation a déjà été prise, il n'est pas nécessaire
de reprendre l'examen des en-têtes.</para>
<para>Dans un contexte de virtualisation, les besoins sont exactement les
mêmes. Si le système hôte ne dispose pas (encore) de mémoire
<acronym>TCAM</acronym>, il est tout à fait possible d'utiliser les mêmes
algorithmes de hachage dans le sous-système réseau du noyau pour atteindre
le même objectif d'accélération des transmissions entre interfaces. C'est
ici qu'il faut mettre un bémol, la comparaison des résultats de hachage et
la transmission ne se font plus à la «vitesse du silicium» du composant
spécialisé mais à la vitesse d'accès à la mémoire vive
(<acronym>RAM</acronym>) et aux interfaces réseau du système hôte. Or, une
interface réseau de serveur aussi performante soit elle, ne pourra garantir
un très grand nombre de circuits <wordasword>full-duplex</wordasword>.
C'est là que se situe le goulot d'étranglement dans les transmissions
réseau entre le monde virtuel et le monde réel.</para>
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<para>Le rôle du commutateur virtuel &url.ovs; est justement de gérer les
commutations de circuits et de paquets en coopération avec le sous-système
réseau du noyau Linux du système hôte. Ses performances dépendent donc
directement des composants disponibles sur le système hôte. Dans le
contexte de cet article, il présente un avantage indéniable, il se manipule
exactement comme un commutateur réel. Voyons les schémas de topologies
types étudiées.</para>
<para>Dans le premier exemple, la fonction de routage (commutation de
paquets) est assurée directement par le système hôte.</para>
<mediaobject xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.context.mockup1'>
<imageobject role='fo'>
<imagedata format='PNG'
fileref='images/inter-vlan-routing-ovs-host.png' width='11cm'
scalefit='1' align='center' />
</imageobject>
<imageobject role='html'>
<imagedata format='PNG'
fileref='images/inter-vlan-routing-ovs-host.png' width='480px'
scalefit='1' align='center' />
</imageobject>
</mediaobject>
<para>Dans le second exemple, la fonction de routage (commutation de
paquets) est assurée par une instance de système virtuel. De plus, on
illustre la cascade (<wordasword>stacking</wordasword>) entre commutateurs
virtuels.</para>
<mediaobject xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.context.mockup2'>
<imageobject role='fo'>
<imagedata format='PNG'
fileref='images/inter-vlan-routing-ovs-internal.png' width='11cm'
scalefit='1' align='center' />
</imageobject>
<imageobject role='html'>
<imagedata format='PNG'
fileref='images/inter-vlan-routing-ovs-internal.png' width='480px'
scalefit='1' align='center' />
</imageobject>
</mediaobject>
</section>
<?custom-pagebreak?>
<section xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.setup'>
<title>Préparartion du système hôte</title>
<para>Avant de débuter les manipulations, on doit s'assurer que le système
hôte dispose de tous les éléments nécessaires.</para>
<orderedlist>
<listitem><para>Les fonctions matérielles de virtualisation sur le
processeur</para></listitem>
<listitem><para>Les outils utilisateurs pour la virtualisation et la
commutation</para></listitem>
<listitem><para>L'attribution des droits d'accès à la virtualisation pour
un utilisateur normal</para></listitem>
</orderedlist>
<itemizedlist>
<listitem>
<para>Pour vérifier que le processeur du système hôte dispose bien des
fonctions de paravirtualisation, il faut consulter la liste des
attributs du processeur. Il existe au moins deux solutions illustrées
dans les deux copies d'écran suivantes.</para>
<screen><prompt>$</prompt> egrep -o -m1 '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo
<emphasis>vmx</emphasis></screen>
<screen><prompt>$</prompt> lscpu | grep -i virtualisation
Virtualisation : <emphasis>VT-x</emphasis></screen>
</listitem>
<listitem>
<para>Pour les outils utilisateurs, au moins deux paquets sont nécessaires
pour la virtualisation et la commutation.</para>
<screen><prompt>$</prompt> aptitude search '?or(?installed(qemu-system-x86), ?installed(openvswitch-switch))'
i <emphasis>openvswitch-switch</emphasis> - Open vSwitch switch implementations
i <emphasis>qemu-system-x86</emphasis> - QEMU full system emulation binaries (x86)</screen>
<para>Si l'exécution de la commande proposée dans la copie d'écran
ci-dessus ne produit aucun résultat, il faut donc procéder à
l'installation des deux paquets.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo aptitude install openvswitch-switch qemu-system-x86</screen>
</listitem>
<listitem>
<para>Pour l'attribution des droits et permissions, il faut s'assurer que
l'utilisateur normal soit bien membre des groupes système suivants
:</para>
<itemizedlist>
<listitem>
<para><systemitem>kvm</systemitem> pour la virtualisation</para>
</listitem>
<listitem>
<para><systemitem>sudo</systemitem> pour la commutation</para>
</listitem>
</itemizedlist>
<screen><prompt>#</prompt> adduser etu kvm</screen>
<warning>
<para>L'appartenance à un nouveau groupe est conditionnée par une ouverture
de nouvelle session. Après avoir utilisé la commande
<command>adduser</command> de la copie d'écran ci-dessus, il est
préférable de déconnecter/reconnecter l'utilisateur normal du
système.</para>
</warning>
<para>Enfin, il faut s'assurer que les fichiers de représentation des
périphériques aient aussi les bonnes attributions de groupe
système.</para>
<screen><prompt>$</prompt> ls -l /dev/kvm
crw-rw---- 1 root kvm 10, 232 mars 13 19:50 /dev/kvm
<prompt>$</prompt> ls -l /dev/vhost-net
crw-rw---- 1 root kvm 10, 238 mars 8 08:21 /dev/vhost-net</screen>
</listitem>
</itemizedlist>
</section>
<?custom-pagebreak?>
<section xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.ovs-host'>
<title>Routage inter-VLAN dans le système hôte</title>
<para>Dans ce premier exemple, toutes les décisions d'acheminement du
trafic sont prises dans le sous-système réseau du système hôte. Au niveau
commutation de circuits et de paquets, c'est &url.ovs; qui joue le rôle le
plus important. Si on se réfère au <link
linkend='inter-vlan-routing-openvswitch.context.mockup1'>Schéma de la
topologie</link>, l'essentiel de la configuration porte sur le commutateur
<systemitem>dsw-host</systemitem>. Voyons par quelles étapes il faut
passer.</para>
<section xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.ovs-host.addressing'>
<title>Plan d'adressage</title>
<table xml:id='mockup1.perimeter.addressing' frame='all' pgwide='1'>
<title>plan d'adressage des périmètres</title>
<tgroup cols='4'>
<colspec colnum='1' colwidth='1*'/>
<colspec colnum='2' colwidth='1*'/>
<colspec colnum='3' colwidth='1*'/>
<colspec colnum='4' colwidth='3*'/>
<thead>
<row>
<?dbfo bgcolor="#333" ?>
<?dbfo color="#fff" ?>
<entry>Nom</entry>
<entry>VLAN</entry>
<entry>Interface</entry>
<entry>Préfixe réseau IP</entry>
</row>
</thead>
<tbody>
<row>
<entry morerows='1' valign='middle'><citetitle>Système hôte</citetitle></entry>
<entry morerows='1' valign='middle'>trunk</entry>
<entry morerows='1' valign='middle'>vlan1</entry>
<entry><systemitem class='ipaddress'>192.0.2.0/26</systemitem></entry>
</row>
<row>
<entry><systemitem class='ipaddress'>2001:db8:fe00:8175::/64</systemitem></entry>
</row>
<row>
<entry morerows='1' valign='middle'><citetitle>Orange</citetitle></entry>
<entry morerows='1' valign='middle'>10</entry>
<entry morerows='1' valign='middle'>vlan10</entry>
<entry><systemitem class='ipaddress'>198.51.100.0/24</systemitem></entry>
</row>
<row>
<entry><systemitem class='ipaddress'>fd6e:c073:b4a3:a::/64</systemitem></entry>
</row>
<row>
<entry morerows='1' valign='middle'><citetitle>Vert</citetitle></entry>
<entry morerows='1' valign='middle'>20</entry>
<entry morerows='1' valign='middle'>vlan20</entry>
<entry><systemitem class='ipaddress'>203.0.113.0/24</systemitem></entry>
</row>
<row>
<entry><systemitem class='ipaddress'>fd6e:c073:b4a3:14::/64</systemitem></entry>
</row>
</tbody>
</tgroup>
</table>
<note>
<para>Les préfixes réseau <acronym>IPv4</acronym> des trois
<acronym>VLAN</acronym>s appartiennent à la catégorie
<citetitle>TESTNET</citetitle> définie dans le document
&url.rfc5737;.</para>
<para>Les préfixes réseau <acronym>IPv6</acronym> des deux
<acronym>VLAN</acronym>s <systemitem>Orange</systemitem> et
<systemitem>Vert</systemitem> appartiennent à la famille
<acronym>ULA</acronym> définie dans le document &url.rfc4193;. Le préfixe
de départ retenu est le <systemitem
class='ipaddress'>fd00::/8</systemitem>. On lui adjoint une chaîne de 40
bits aléatoires obtenus à l'aide de la commande
<userinput><prompt>$</prompt> openssl rand -hex 5</userinput> pour arriver
au préfixe <systemitem class='ipaddress'>fd6e:c073:b4a3::/48</systemitem>.
Enfin, on utilise les numéros de <acronym>VLAN</acronym>s pour obtenir les
préfixes réseau sur 64 bits.</para>
</note>
</section>
<?custom-pagebreak?>
<section xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.ovs-host.tap-switch'>
<title>Commutateur et cordons de brassage</title>
<para>Une fois que les paquets nécessaires à la configuration sont
installés, on peut passer au changement de configuration de l'interface
réseau. On désactive l'interface <option>eth0</option> avant de l'associer
au commutateur.</para>
<orderedlist>
<listitem>
<para>Désactivation de l'interface physique du système hôte.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ifdown eth0</screen>
</listitem>
<listitem>
<para>Création du commutateur <systemitem>dsw-host</systemitem>.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl add-br dsw-host</screen>
</listitem>
<listitem>
<para>Brassage de l'interface physique du système hôte sur le
commutateur <systemitem>dsw-host</systemitem>.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl add-port dsw-host eth0</screen>
<para>Activation de l'interface physique au niveau liaison.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ip link set dev eth0 up</screen>
</listitem>
<listitem>
<para>Création et «activation» des deux cordons de brassage associés
aux instances de machines virtuelles.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ip tuntap add mode tap dev tap0 group kvm multi_queue
<prompt>$</prompt> sudo ip link set dev tap0 up
<prompt>$</prompt> sudo ip tuntap add mode tap dev tap1 group kvm multi_queue
<prompt>$</prompt> sudo ip link set dev tap1 up</screen>
</listitem>
<listitem>
<para>Raccordement des cordons de brassage au commutateur.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl add-port dsw-host tap0 tag=10
<prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl set port tap0 vlan_mode=access
<prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl add-port dsw-host tap1 tag=20
<prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl set port tap1 vlan_mode=access</screen>
</listitem>
</orderedlist>
</section>
<section xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.ovs-host.svi'>
<title>Création des interfaces de type SVI</title>
<para>Une fois la partie commutation de circuits en place, on s'intéresse
maintenant au routage des paquets dans le sous-système réseau du système
hôte. On utilise ici des interfaces logicielles de routage appelées
&url.svi; que l'on configure sur le commutateur
<systemitem>dsw-host</systemitem>.</para>
<orderedlist>
<listitem>
<para>Création de l'interface principale du système hôte :
<option>vlan1</option>.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl add-port dsw-host vlan1 -- set interface vlan1 type=internal
<prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl set port vlan1 vlan_mode=native-untagged
<prompt>$</prompt> sudo ip addr add 192.0.2.29/26 brd + dev vlan1
<prompt>$</prompt> sudo ip -6 addr add 2001:db8:fe00:8175::1d/64 dev vlan1
<prompt>$</prompt> sudo ip link set dev vlan1 up</screen>
<para>La dernière instruction associe l'interface au
<acronym>VLAN</acronym> natif d'une interface en mode
<wordasword>trunk</wordasword>. Toutes les trames sans étiquette
<acronym>IEEE 802.1q</acronym> circulant dans un
<wordasword>trunk</wordasword> appartiennent au <acronym>VLAN</acronym>
natif.</para>
<para>Une fois configurée au niveau réseau, cette interface fournit les
informations suivantes.</para>
<screen><prompt>$</prompt> ip addr ls dev vlan1
4: vlan1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UNKNOWN group default
link/ether 4a:cb:5b:38:d2:c2 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
<emphasis>inet 192.0.2.29/26</emphasis> brd 192.0.2.31 scope global vlan1
valid_lft forever preferred_lft forever
<emphasis>inet6 2001:db8:fe00:8175::1d/64</emphasis> scope global mngtmpaddr dynamic
valid_lft 85994sec preferred_lft 13994sec
inet6 fe80::48cb:5bff:fe38:d2c2/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever</screen>
</listitem>
<listitem>
<para>Création de l'interface <acronym>SVI</acronym> du
<acronym>VLAN</acronym> Orange.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl add-port dsw-host vlan10 tag=10 -- set interface vlan10 type=internal
<prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl set port vlan10 vlan_mode=access
<prompt>$</prompt> sudo ip addr add 198.51.100.1/24 brd + dev vlan10
<prompt>$</prompt> sudo ip -6 addr add fd6e:c073:b4a3:a::1/64 dev vlan10
<prompt>$</prompt> sudo ip link set dev vlan10 up</screen>
</listitem>
<listitem>
<para>Création de l'interface <acronym>SVI</acronym> du
<acronym>VLAN</acronym> Vert.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl add-port dsw-host vlan20 tag=20 -- set interface vlan20 type=internal
<prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl set port vlan20 vlan_mode=access
<prompt>$</prompt> sudo ip addr add 203.0.113.1/24 brd + dev vlan20
<prompt>$</prompt> sudo ip -6 addr add fd6e:c073:b4a3:14::1/64 dev vlan20
<prompt>$</prompt> sudo ip link set dev vlan20 up</screen>
</listitem>
</orderedlist>
</section>
<section xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.ovs-host.router'>
<title>Activation du routage sur le système hôte</title>
<para>Sur un système GNU/Linux, la fonction de routage est contrôlée par
les paramètres du sous-système réseau du noyau. Le fichier principal de
configuration des paramètres des sous-systèmes du noyau est :
<filename>/etc/systcl</filename>. Voici la liste des paramètres à appliquer
pour activer le routage <acronym>IPv4</acronym> et le routage
<acronym>IPv6</acronym>.</para>
<screen><prompt>#</prompt> egrep -v '(^#|^$)' /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.default.rp_filter=1
net.ipv4.conf.all.rp_filter=1
net.ipv4.ip_forward=1
net.ipv6.conf.all.forwarding=1
net.ipv4.conf.all.log_martians=1</screen>
<para>Cette liste de paramètres n'est effective qu'après utilisation de
l'instruction <userinput><prompt>#</prompt> sysctl -p</userinput>.</para>
<para>Il est aussi possible le manipuler les paramètres individuellement à
partir de la console à l'aide de commandes du type suivant :</para>
<screen><prompt>#</prompt> echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
<prompt>#</prompt> echo 1 > /proc/sys/net/ipv6/conf/all/forwarding</screen>
</section>
<section xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.ovs-host.autoconf'>
<title>Autoconfiguration des hôtes des VLANs Orange et Vert</title>
<para>Pour la partie <acronym>IPv4</acronym>, on fait appel à un démon
<application>DHCP</application> sur le système hôte. On place ce démon en
écoute sur les deux interfaces <option>vlan10</option> et
<option>vlan20</option>.</para>
<para>Après avoir installé le paquet du serveur <acronym>DHCP</acronym>, on
restreint son usage aux deux <acronym>VLAN</acronym>s de la
maquette en éditant le fichier
<filename>/etc/default/isc-dhcp-server</filename>. On obtient les résultats
suivants.</para>
<screen><prompt>#</prompt> aptitude search ~idhcp-server
i isc-dhcp-server - ISC DHCP server for automatic IP address assignment
<prompt>#</prompt> egrep -v '(^#|^$)' /etc/default/isc-dhcp-server
INTERFACES="vlan10 vlan20"</screen>
<para>Côté configuration, on applique les éléments suivants dans le fichier
<filename>/etc/dhcp/dhcpd.conf</filename>.</para>
<screen><?dbfo keep-together="auto" ?><xi:include
href='files/host-dhcpd.conf' parse='text'
xmlns:xi='http://www.w3.org/2001/XInclude'/></screen>
<para>Pour la partie <acronym>IPv6</acronym>, on fait appel au paquet
<application>radvd</application> pour l'autoconfiguration des hôtes en mode
<acronym>SLAAC</acronym> (Document &url.rfc4862;). On vérifie que le paquet
est bien installé :</para>
<screen><prompt>#</prompt> aptitude search ~iradvd
i radvd - Démon d'information de routeur</screen>
<para>Voici ensuite une copie du fichier
<filename>/etc/radvd.conf</filename> du système hôte.</para>
<screen><?dbfo keep-together="auto" ?><xi:include
href='files/host-radvd.conf' parse='text'
xmlns:xi='http://www.w3.org/2001/XInclude'/></screen>
</section>
<section xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.ovs-host.routing'>
<title>Affichage des tables de routage du système hôte</title>
<para>Les tables de routage font apparaître les correspondances entre les
préfixes réseau définis plus haut et les interfaces configurées sur le
commutateur &url.ovs; <systemitem>dsw-host</systemitem>.</para>
<para>La table de routage <acronym>IPv4</acronym> est :</para>
<screen><prompt>$</prompt> ip route ls
<emphasis>default via 192.0.2.1 dev vlan1</emphasis>
<emphasis>192.0.2.0/26 dev vlan1</emphasis> proto kernel scope link src 192.0.2.29
<emphasis>198.51.100.0/24 dev vlan10</emphasis> proto kernel scope link src 198.51.100.1
<emphasis>203.0.113.0/24 dev vlan20</emphasis> proto kernel scope link src 203.0.113.1</screen>
<para>La table de routage <acronym>IPv6</acronym> est :</para>
<screen><prompt>$</prompt> ip -6 route ls
<emphasis>2001:db8:fe00:8175::/64 dev vlan1</emphasis> proto kernel metric 256 pref medium
<emphasis>fd6e:c073:b4a3:a::/64 dev vlan10</emphasis> proto kernel metric 256 pref medium
<emphasis>fd6e:c073:b4a3:14::/64 dev vlan20</emphasis> proto kernel metric 256 pref medium
fe80::/64 dev vlan1 proto kernel metric 256 pref medium
fe80::/64 dev eth0 proto kernel metric 256 pref medium
fe80::/64 dev vlan10 proto kernel metric 256 pref medium
fe80::/64 dev vlan20 proto kernel metric 256 pref medium
fe80::/64 dev tap0 proto kernel metric 256 pref medium
fe80::/64 dev tap1 proto kernel metric 256 pref medium
<emphasis>default via 2001:db8:fe00:8175::1 dev vlan1</emphasis> metric 1024 pref medium</screen>
</section>
<?custom-pagebreak?>
<section xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.ovs-host.snat'>
<title>Traduction d'adresses source sur le système hôte</title>
<para>Les <acronym>VLAN</acronym>s Orange et Vert utilisent des préfixes
réseau non routables sur l'Internet. On a donc recours à un artifice
pour accéder au réseau public : la traduction des adresses sources
(<acronym>S-NAT</acronym>) avec les deux protocoles <acronym>IPv4</acronym>
et <acronym>IPv6</acronym>.</para>
<para>Voici une copie des fichiers de règles pour les deux protocoles de
couche réseau.</para>
<screen><?dbfo keep-together="auto" ?><xi:include
href='files/host-rules.v4' parse='text'
xmlns:xi='http://www.w3.org/2001/XInclude'/></screen>
<screen><?dbfo keep-together="auto" ?><xi:include
href='files/host-rules.v6' parse='text'
xmlns:xi='http://www.w3.org/2001/XInclude'/></screen>
<para>De façon usuelle, il faut «surveiller» les compteurs associés à
chaque règle pour en mesurer l'utilisation. À partir des deux jeux de
règles donnés ci-dessus, on obtient les résultats suivants.</para>
<screen><prompt>#</prompt> iptables -t nat -vnL POSTROUTING
Chain POSTROUTING (policy ACCEPT 10 packets, 975 bytes)
pkts bytes target prot opt in out source destination
7 420 TCPMSS tcp -- * * 0.0.0.0/0 0.0.0.0/0 tcp flags:0x17/0x02 tcpmss match 1400:1536 TCPMSS clamp to PMTU
143 9668 SNAT all -- * vlan1 0.0.0.0/0 0.0.0.0/0 to:192.0.2.29</screen>
<screen><prompt>#</prompt> ip6tables -t nat -vnL POSTROUTING
Chain POSTROUTING (policy ACCEPT 117 packets, 11199 bytes)
pkts bytes target prot opt in out source destination
94 7520 TCPMSS tcp * * ::/0 ::/0 tcp flags:0x17/0x02 tcpmss match 1400:1536 TCPMSS clamp to PMTU
12 1112 SNAT all * vlan1 fd00::/8 ::/0 to:2001:db8:fe00:8175::1d</screen>
</section>
<?custom-pagebreak?>
<section xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.ovs-host.vm-run'>
<title>Lancement des systèmes virtuels</title>
<para>On lance deux instances de systèmes virtuels dans chacun des deux
<acronym>VLAN</acronym>s Orange et Vert à l'aide du script suivant :</para>
<screen>#!/bin/bash
../scripts/ovs-startup.sh orange.qed 1024 0
../scripts/ovs-startup.sh green.qed 1024 1</screen>
<para>Le code du &url.vm.ovs-mode-startup.sh; est donné dans le guide
&url.vm;.</para>
<para>Dans ce script, l'instance <systemitem>orange.qed</systemitem>
utilise le cordon de brassage <option>tap0</option>. Ce cordon a été brassé
sur un port en mode accès associé au <acronym>VLAN</acronym>
<option>10</option>. Son adresse <acronym>MAC</acronym> est générée
automatiquement en fonction du numéro du cordon : <systemitem
class='etheraddress'>ba:ad:ca:fe:00:00</systemitem>.</para>
<para>De la même façon, l'instance <systemitem>green.qed</systemitem>
utilise le cordon de brassage <option>tap1</option>. Ce cordon a été brassé
sur un autre port en mode accès associé au <acronym>VLAN</acronym>
<option>20</option>. Son adresse <acronym>MAC</acronym> est générée
automatiquement en fonction du numéro du cordon : <systemitem
class='etheraddress'>ba:ad:ca:fe:00:01</systemitem>.</para>
<para>On visualise l'état des connexions en consultant la table
<acronym>CAM</acronym> (&url.cam;) du commutateur
<systemitem>dsw-host</systemitem>.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ovs-appctl fdb/show dsw-host
port VLAN MAC Age
4 <emphasis>20 ba:ad:ca:fe:00:01</emphasis> 3
5 10 66:d2:01:39:4a:21 3
3 <emphasis>10 ba:ad:ca:fe:00:00</emphasis> 3
6 20 ee:8f:84:8e:cb:a8 3
1 0 de:56:80:40:1d:ed 0
2 0 42:d9:5d:6c:89:d8 0</screen>
</section>
<?custom-pagebreak?>
<section xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.ovs-host.tests'>
<title>Tests d'interconnexion entre réseaux</title>
<para>Depuis le système virtuel dans le <acronym>VLAN</acronym> Orange, on
effectue une série de tests <acronym>ICMP</acronym> et
<acronym>HTTP</acronym>.</para>
<orderedlist>
<listitem>
<para>Vers le système virtuel du <acronym>VLAN</acronym> Vert :</para>
<screen><prompt>$</prompt> ping6 -c 2 fd6e:c073:b4a3:14:b8ad:caff:fefe:1
PING fd6e:c073:b4a3:14:b8ad:caff:fefe:1(fd6e:c073:b4a3:14:b8ad:caff:fefe:1) 56 data bytes
64 bytes from fd6e:c073:b4a3:14:b8ad:caff:fefe:1: icmp_seq=1 ttl=63 time=0.986 ms
64 bytes from fd6e:c073:b4a3:14:b8ad:caff:fefe:1: icmp_seq=2 ttl=63 time=1.10 ms
--- fd6e:c073:b4a3:14:b8ad:caff:fefe:1 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1001ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.986/1.047/1.108/0.061 ms</screen>
</listitem>
<listitem>
<para>Vers un hôte situé sur l'Internet :</para>
<screen><prompt>$</prompt> ping6 -nc 2 www.iana.org
PING www.iana.org(2620:0:2d0:200::8) 56 data bytes
64 bytes from 2620:0:2d0:200::8: icmp_seq=1 ttl=51 time=183 ms
64 bytes from 2620:0:2d0:200::8: icmp_seq=2 ttl=51 time=182 ms
--- www.iana.org ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1001ms
rtt min/avg/max/mdev = 182.993/183.289/183.585/0.296 ms</screen>
</listitem>
<listitem>
<para>Chargement de page web.</para>
<screen><prompt>$</prompt> wget -6 -O /dev/null http://inetdoc.net
--2015-10-21 14:03:05-- http://inetdoc.net/
Résolution de inetdoc.net (inetdoc.net)… 2a01:6600:8083:c300::1
Connexion à inetdoc.net (inetdoc.net)|2a01:6600:8083:c300::1|:80… connecté.
requête HTTP transmise, en attente de la réponse… 200 OK
Taille : 27201 (27K) [text/html]
Sauvegarde en : « /dev/null »
/dev/null 100%[=================>] 26,56K --.-KB/s ds 0,06s
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</listitem>
</orderedlist>
<para>Enfin, il est possible de faire des tests de performances réseau avec
l'outil <application>iperf</application>. Voici un échantillon de mesures
entre les deux <acronym>VLAN</acronym>s Orange et Vert.</para>
<itemizedlist>
<listitem>
<para>Serveur côté <acronym>VLAN</acronym> Vert :</para>
<screen><prompt>etu@green-clnt:~$</prompt> iperf -w 320k -V -s
------------------------------------------------------------
Server listening on TCP port 5001
TCP window size: 320 KByte
------------------------------------------------------------
[ 4] local fd6e:c073:b4a3:14:b8ad:caff:fefe:1 port 5001 connected with
fd6e:c073:b4a3:a:b8ad:caff:fefe:0 port 48032
[ ID] Interval Transfer Bandwidth
[ 4] 0.0-30.0 sec 6.06 GBytes 1.74 Gbits/sec</screen>
</listitem>
<listitem>
<para>Client côté <acronym>VLAN</acronym> Orange : </para>
<screen><prompt>etu@orange-clnt:~$</prompt> iperf -w 320k -P 8 -i 2 -t 30 -V \
-c fd6e:c073:b4a3:14:b8ad:caff:fefe:1
------------------------------------------------------------
Client connecting to fd6e:c073:b4a3:14:b8ad:caff:fefe:1, TCP port 5001
TCP window size: 320 KByte
------------------------------------------------------------
[ 3] local fd6e:c073:b4a3:a:b8ad:caff:fefe:0 port 48032 connected with
fd6e:c073:b4a3:14:b8ad:caff:fefe:1 port 5001
[ ID] Interval Transfer Bandwidth
<snip/>
[ 3] 0.0-30.0 sec 6.06 GBytes 1.74 Gbits/sec</screen>
</listitem>
</itemizedlist>
</section>
</section>
<?custom-pagebreak?>
<section xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.ovs-vm'>
<title>Routage inter-VLAN dans un système virtuel</title>
<para>Dans ce second exemple, toutes les décisions d'acheminement du
trafic sont prises dans le sous-système réseau d'une instance de système
virtuel. Au niveau commutation de circuits, &url.ovs; joue le rôle
important, tandis qu'au niveau commutation de paquets, la table de routage
du sous-système réseau du routeur virtuel pointe vers les interfaces des
différents <acronym>VLAN</acronym>s. Si on se réfère au <link
linkend='inter-vlan-routing-openvswitch.context.mockup2'>Schéma de la
topologie</link>, le travail de configuration porte sur les commutateurs
<systemitem>dsw-host</systemitem>, <systemitem>sw-lab</systemitem> et sur
une nouvelle instance de système virtuel. Voyons par quelles étapes il faut
passer.</para>
<section xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.vm-host.addressing'>
<title>Plan d'adressage</title>
<para>On utilise à nouveau les mêmes préfixes réseau que ceux choisis pour
la <link linkend='mockup1.perimeter.addressing'>première
maquette</link>.</para>
<para>On ajoute dans le tableau ci-dessous le routeur virtuel dont les
interfaces servent à acheminer le trafic entre les réseaux de la
maquette.</para>
<table xml:id='mockup2.perimeter.addressing' frame='all' pgwide='1'>
<title>plan d'adressage des périmètres</title>
<tgroup cols='4'>
<colspec colnum='1' colwidth='1*'/>
<colspec colnum='2' colwidth='1*'/>
<colspec colnum='3' colwidth='1*'/>
<colspec colnum='4' colwidth='3*'/>
<thead>
<row>
<?dbfo bgcolor="#333" ?>
<?dbfo color="#fff" ?>
<entry>Nom</entry>
<entry>VLAN</entry>
<entry>Interface</entry>
<entry>Préfixe réseau IP</entry>
</row>
</thead>
<tbody>
<row>
<entry morerows='1' valign='middle'><citetitle>Système hôte</citetitle></entry>
<entry morerows='1' valign='middle'>trunk</entry>
<entry morerows='1' valign='middle'>vlan1</entry>
<entry><systemitem class='ipaddress'>192.0.2.0/26</systemitem></entry>
</row>
<row>
<entry><systemitem class='ipaddress'>2001:db8:fe00:8175::/64</systemitem></entry>
</row>
<row>
<entry morerows='1' valign='middle'><citetitle>Routeur virtuel</citetitle></entry>
<entry morerows='1' valign='middle'>trunk</entry>
<entry morerows='1' valign='middle'>eth0</entry>
<entry><systemitem class='ipaddress'>192.0.2.0/26</systemitem></entry>
</row>
<row>
<entry><systemitem class='ipaddress'>2001:db8:fe00:8175::/64</systemitem></entry>
</row>
<row>
<entry morerows='1' valign='middle'><citetitle>Orange</citetitle></entry>
<entry morerows='1' valign='middle'>10</entry>
<entry morerows='1' valign='middle'>eth0.10</entry>
<entry><systemitem class='ipaddress'>198.51.100.0/24</systemitem></entry>
</row>
<row>
<entry><systemitem class='ipaddress'>fd6e:c073:b4a3:a::/64</systemitem></entry>
</row>
<row>
<entry morerows='1' valign='middle'><citetitle>Vert</citetitle></entry>
<entry morerows='1' valign='middle'>20</entry>
<entry morerows='1' valign='middle'>eth0.20</entry>
<entry><systemitem class='ipaddress'>203.0.113.0/24</systemitem></entry>
</row>
<row>
<entry><systemitem class='ipaddress'>fd6e:c073:b4a3:14::/64</systemitem></entry>
</row>
</tbody>
</tgroup>
</table>
</section>
<section xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.vm-host.tap-switch'>
<title>Commutateurs et cordons de brassage</title>
<para>Relativement à la configuration de la première maquette, une partie
de la configuration du commutateur <systemitem>dsw-host</systemitem> est
conservée. L'interface <option>vlan1</option> reste l'interface principale
du système hôte. C'est elle qui permet d'acheminer le trafic des machines
virtuelles vers l'Internet.</para>
<para>En revanche, les cordons de brassage doivent tous être raccordés à
un nouveau commutateur appelé <systemitem>sw-lab</systemitem>. Ce
commutateur est lui-même cascadé au commutateur principal du système hôte
<systemitem>dsw-host</systemitem>.</para>
<orderedlist>
<listitem>
<para>Rappel de la configuration du commutateur principal du système
hôte.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl show
0fb1e80b-37cf-4dce-9a19-17b9fb989610
Bridge dsw-host
Port "eth0"
Interface "eth0"
Port "vlan1"
Interface "vlan1"
type: internal
Port dsw-host
Interface dsw-host
type: internal
ovs_version: "2.3.0"</screen>
</listitem>
<listitem>
<para>Création du nouveau commutateur
<systemitem>sw-lab</systemitem>.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl add-br sw-lab</screen>
</listitem>
<listitem>
<para>Mise en place de la cascade (<wordasword>stacking</wordasword>)
entre les deux commutateurs.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl add-port dsw-host <emphasis>patch2sw-lab</emphasis> -- \
set interface patch2sw-lab type=patch options:<emphasis>peer=patch2dsw-host</emphasis>
<prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl add-port sw-lab <emphasis>patch2dsw-host</emphasis> -- \
set interface patch2dsw-host type=patch options:<emphasis>peer=patch2sw-lab</emphasis></screen>
<para>Visualisation du résultat.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl show
0fb1e80b-37cf-4dce-9a19-17b9fb989610
Bridge sw-lab
Port "<emphasis>patch2dsw-host</emphasis>"
Interface "patch2dsw-host"
type: patch
options: {peer="<emphasis>patch2sw-lab</emphasis>"}
Port sw-lab
Interface sw-lab
type: internal
Bridge dsw-host
Port "eth0"
Interface "eth0"
Port "vlan1"
Interface "vlan1"
type: internal
Port dsw-host
Interface dsw-host
type: internal
Port "patch2sw-lab"
Interface "<emphasis>patch2sw-lab</emphasis>"
type: patch
options: {peer="<emphasis>patch2dsw-host</emphasis>"}
ovs_version: "2.3.0"</screen>
</listitem>
<listitem>
<para>Création et activation des cordons de brassage des
<acronym>VLAN</acronym>s Orange et Vert. Les ports sur lesquels ces
cordons sont raccordés sont placés en mode accès.</para>
<para><acronym>VLAN</acronym> Orange :</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ip tuntap add mode tap dev tap0 group kvm multi_queue
<prompt>$</prompt> sudo ip link set dev tap0 up
<prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl add-port sw-lab tap0 tag=10
<prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl set port tap0 <emphasis>vlan_mode=access</emphasis></screen>
<para><acronym>VLAN</acronym> Vert :</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ip tuntap add mode tap dev tap1 group kvm multi_queue
<prompt>$</prompt> sudo ip link set dev tap1 up
<prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl add-port sw-lab tap1 tag=20
<prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl set port tap1 <emphasis>vlan_mode=access</emphasis></screen>
</listitem>
<listitem>
<para>Création et activation du cordon de brassage vers le routeur
virtuel. Le port du commutateur <systemitem>sw-lab</systemitem> sur
lequel il est raccordé est configuré en mode
<wordasword>trunk</wordasword>. Le commutateur accepte de traiter des
trames avec les étiquettes <acronym>IEEE802.1Q</acronym> dans ce
mode.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ip tuntap add mode tap dev tap2 group kvm multi_queue
<prompt>$</prompt> sudo ip link set dev tap2 up
<prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl add-port sw-lab tap2
<prompt>$</prompt> sudo ovs-vsctl set port tap2 <emphasis>vlan_mode=trunk</emphasis></screen>
</listitem>
</orderedlist>
</section>
<?custom-pagebreak?>
<section xml:id='inter-vlan-routing-openvswitch.vm-host.launch'>
<title>Lancement des systèmes virtuels</title>
<para>Comme le routage du trafic se fait dans une instance de machine
virtuelle, il faut lancer les instances dès maintenant avant de configurer
les interfaces réseau. Cette opération se fait à l'aide du script suivant
:</para>
<screen>#!/bin/bash
../scripts/ovs-startup.sh orange.qed 1024 0
../scripts/ovs-startup.sh green.qed 1024 1
../scripts/ovs-startup.sh red.qed 1024 2</screen>
<para>Le code du &url.vm.ovs-mode-startup.sh; est donné dans le guide
&url.vm;.</para>
<para>D'après le <link
linkend='inter-vlan-routing-openvswitch.context.mockup2'>schéma de la
topologie</link>, la seule instance de machine virtuelle joignable depuis
le système hôte est le routeur (avec le fichier image
<option>red.qed</option>) dont l'adresse <acronym>MAC</acronym> est
<systemitem class='etheraddress'>ba:ad:ca:fe:00:02</systemitem>. On peut le
vérifier en visualisant les tables <acronym>CAM</acronym> des deux
commutateurs puis la table du voisinage réseau du système hôte.</para>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ovs-appctl fdb/show dsw-host
port VLAN MAC Age
8 10 ba:ad:ca:fe:00:00 221
8 20 ba:ad:ca:fe:00:01 34
8 0 <emphasis>ba:ad:ca:fe:00:02</emphasis> 13
1 0 de:56:80:40:1d:ed 0
2 0 42:d9:5d:6c:89:d8 0</screen>
<screen><prompt>$</prompt> sudo ovs-appctl fdb/show sw-lab
port VLAN MAC Age
3 20 ba:ad:ca:fe:00:01 51
1 0 de:56:80:40:1d:ed 31
1 0 42:d9:5d:6c:89:d8 30
4 0 <emphasis>ba:ad:ca:fe:00:02</emphasis> 30
2 10 ba:ad:ca:fe:00:00 4</screen>
<para>L'affichage des deux tables <acronym>CAM</acronym> montre que la base
de données des <acronym>VLAN</acronym>s est bien partagée entre
commutateurs. La fonction de commutation de circuits est donc bien
assurée.</para>
<screen><prompt>$</prompt> ip neighbor ls
192.0.2.1 dev <emphasis>vlan1</emphasis> lladdr de:56:80:40:1d:ed STALE
2001:db8:fe00:8175:21c:23ff:fed2:d105 dev <emphasis>vlan1</emphasis> lladdr 00:1c:23:d2:d1:05 STALE
fe80::dc56:80ff:fe40:1ded dev <emphasis>vlan1</emphasis> lladdr de:56:80:40:1d:ed router DELAY
2001:db8:fe00:8175::1 dev <emphasis>vlan1</emphasis> lladdr de:56:80:40:1d:ed router REACHABLE
<emphasis>fe80::b8ad:caff:fefe:2</emphasis> dev <emphasis>vlan1</emphasis> lladdr <emphasis>ba:ad:ca:fe:00:02</emphasis> STALE</screen>
<para>L'affichage de la table du voisinage réseau du système hôte montre
que seule l'interface <option>vlan1</option> est concernée et que seul le