learning vnet:L2 CrossConnect （4）
learning vnet:L2 CrossConnect （4）
在文章《learning:l3xc plugins》中，我们介绍了三层交叉连接功能，将三层接口的所有入接口流量交叉连接输出到指定的FIB路径，从而跳过了路由查找的功能，实现高性能转发加速；L2 Cross Connect 是二层交叉连接功能，用于实现第二层（数据链路层，通常指以太网层）的直接连接，允许两个接口之间的二层数据包（如以太网帧）直接转发，绕过第三层（网络层）的处理，类似于传统的以太网交换机中的端口 trunking 或者链路聚合，但其目的是为了在VPP内部或VPP与其他设备间建立一个简单的二层桥接。
L2交叉连接实现了一种透明传输，即保持源MAC地址和目标MAC地址不变，只负责根据接口间的映射关系进行转发。不需要进行mac学习及l2fib查询转发。
下面搭建环境学习一下l2 xconnnet报文转发流程，在vpp上创建2个tap接口，且在内核上处于不同的命名空间。通过 set interface l2 xconnect <interface> <peer interface> 命令行创建交叉连接，具体配置如下：
creat tap id 1 host-ns pc1 host-ip4-addr 192.168.1.1/24 host-if-name tap1
creat tap id 2 host-ns pc2 host-ip4-addr 192.168.1.2/24 host-if-name tap2
set interface state tap1 up
set interface state tap2 up
set interface l2 xconnect tap1 tap2
set interface l2 xconnect tap2 tap1
这里需要指出的是，此配置需要配置在两个方向上。第一个调用会将 tap1上收到的任何数据帧直接传输到 tap2 上，第二个调用会将 tap2上收到的任何数据帧直接传输到 tap1 上，从而将其转换为将两个接口连接在一起的非常有效的方法。显然，这只适用于成对的情况，如果必须连接更多接口，则桥接域是最佳选择。
可以通过show interface address命令行查询两个接口交叉连接的配置。
dpdk-vpp源码分析: show interface addr
local0 (dn):
tap1 (up):
L2 xconnect tap2
tap2 (up):
L2 xconnect tap1
接下来我们在命名空间PC1 上ping命名空间PC2上tap2的接口IP地址，设置trace抓包，抓取报文业务转发流程。我们可以看到报文在l2_input节点之后直接送到l2_ouput节点。转发流程相当简洁。减少了MAC学习及l2fib查询流程。
ip netns exec pc1 ping 192.168.1.2
Packet 1
00:15:03:806518: virtio-input
virtio: hw_if_index 1 next-index 4 vring 0 len 98
hdr: flags 0x00 gso_type 0x00 hdr_len 0 gso_size 0 csum_start 0 csum_offset 0 num_buffers 1
00:15:03:806540: ethernet-input
frame: flags 0x1, hw-if-index 1, sw-if-index 1
IP4: 02:fe:51:c0:80:40 -> 02:fe:a3:18:4c:53
00:15:03:806552: l2-input
l2-input: sw_if_index 1 dst 02:fe:a3:18:4c:53 src 02:fe:51:c0:80:40 [l2-output ]
00:15:03:806556: l2-output
l2-output: sw_if_index 2 dst 02:fe:a3:18:4c:53 src 02:fe:51:c0:80:40 data 08 00 45 00 00 54 3c f2 40 00 40 01
00:15:03:806561: tap2-output
tap2 flags 0x00180005
IP4: 02:fe:51:c0:80:40 -> 02:fe:a3:18:4c:53
ICMP: 192.168.1.1 -> 192.168.1.2
tos 0x00, ttl 64, length 84, checksum 0x7a63 dscp CS0 ecn NON_ECN
fragment id 0x3cf2, flags DONT_FRAGMENT
ICMP echo_request checksum 0x4275 id 64414
00:15:03:806567: tap2-tx
buffer 0x9fa6a: current data 0, length 98, buffer-pool 0, ref-count 1, trace handle 0x0
l2-hdr-offset 0 l3-hdr-offset 14
hdr-sz 0 l2-hdr-offset 0 l3-hdr-offset 14 l4-hdr-offset 0 l4-hdr-sz 0
IP4: 02:fe:51:c0:80:40 -> 02:fe:a3:18:4c:53
ICMP: 192.168.1.1 -> 192.168.1.2
tos 0x00, ttl 64, length 84, checksum 0x7a63 dscp CS0 ecn NON_ECN
fragment id 0x3cf2, flags DONT_FRAGMENT
ICMP echo_request checksum 0x4275 id 64414
Packet 2
00:15:03:806619: virtio-input
virtio: hw_if_index 2 next-index 4 vring 0 len 98
hdr: flags 0x00 gso_type 0x00 hdr_len 0 gso_size 0 csum_start 0 csum_offset 0 num_buffers 1
00:15:03:806622: ethernet-input
frame: flags 0x1, hw-if-index 2, sw-if-index 2
IP4: 02:fe:a3:18:4c:53 -> 02:fe:51:c0:80:40
00:15:03:806627: l2-input
l2-input: sw_if_index 2 dst 02:fe:51:c0:80:40 src 02:fe:a3:18:4c:53 [l2-output ]
00:15:03:806628: l2-output
l2-output: sw_if_index 1 dst 02:fe:51:c0:80:40 src 02:fe:a3:18:4c:53 data 08 00 45 00 00 54
08 8a 00 00 40 01
00:15:03:806631: tap1-output
tap1 flags 0x00180005
IP4: 02:fe:a3:18:4c:53 -> 02:fe:51:c0:80:40
ICMP: 192.168.1.2 -> 192.168.1.1
tos 0x00, ttl 64, length 84, checksum 0xeecb dscp CS0 ecn NON_ECN
fragment id 0x088a
ICMP echo_reply checksum 0x4a75 id 64414
00:15:03:806635: tap1-tx
buffer 0x9d36a: current data 0, length 98, buffer-pool 0, ref-count 1, trace handle 0x1
l2-hdr-offset 0 l3-hdr-offset 14
hdr-sz 0 l2-hdr-offset 0 l3-hdr-offset 14 l4-hdr-offset 0 l4-hdr-sz 0
IP4: 02:fe:a3:18:4c:53 -> 02:fe:51:c0:80:40
ICMP: 192.168.1.2 -> 192.168.1.1
tos 0x00, ttl 64, length 84, checksum 0xeecb dscp CS0 ecn NON_ECN
fragment id 0x088a
ICMP echo_reply checksum 0x4a75 id 64414
L2 xConnect 是VPP中实现二层网络功能强大且灵活的工具，特别适合构建虚拟网络功能、数据中心网络、测试床以及需要高度定制化的网络架构。
本文分享自 DPDK VPP源码分析 微信公众号，前往查看
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