Open Vswitch Projekt

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Open vSwitch (OVS) als Cisco-ähnlicher L2-Switch mit Management-IP

Ziel

In diesem Artikel wird beschrieben, wie man unter Linux mit Open vSwitch (OVS) eine Schulungsumgebung aufbaut, die einem Cisco Catalyst oder Nexus Switch ähnelt. Funktionen im ersten Schritt:

  • bis zu 18 Interfaces (port1–port18)
  • VLANs (1, 21, 22, 23)
  • 1 Trunk-Port mit VLAN 1 (native untagged) + VLANs 21/22/23 getaggt
  • mehrere Access-Ports (je ein VLAN)
  • 1 Mirror-Port (SPAN)
  • SNMPv3 zur Überwachung
  • Management-IP im VLAN 1

Voraussetzungen

  • Debian 13
  • Linux-VM mit ≥ 18 Netzwerkkarten (port1–port18)
  • Root-Zugriff
  • In VirtualBox/KVM: alle NICs auf Promiscuous Mode: Allow All

Installation

apt update
apt install openvswitch-switch snmpd

Netzwerkinterfaces umbenennen (port1–port18)

Die Netzwerkinterfaces werden per udev-Regel dauerhaft und zuverlässig in port1–port18 umbenannt. Die Benennung erfolgt anhand der PCI-Bus-Adresse — dadurch funktionieren die Regeln auch nach einem Klon ohne Änderung.

Regeln in der VM generieren

i=1
for pci in $(lspci | grep Ethernet | awk '{print $1}'); do
    echo "SUBSYSTEM==\"net\", ACTION==\"add\", KERNELS==\"0000:$pci\", NAME=\"port$i\""
    ((i++))
done > /etc/udev/rules.d/10-ovs-nics.rules

Kontrolle

cat /etc/udev/rules.d/10-ovs-nics.rules

Änderungen aktivieren

udevadm control --reload-rules
reboot

Kontrolle nach dem Reboot

ip link show

Erwartete Ausgabe: Interfaces port1 bis port18 sind sichtbar.

Interfaces per /etc/network/interfaces konfigurieren

port1–port17 werden als manual eingetragen — kein DHCP, keine IP, nur den Link bereitstellen für OVS. port18 ist der NAT-Konsolen-Port und läuft außerhalb von OVS per DHCP: 

cat > /etc/network/interfaces << 'EOF'
source /etc/network/interfaces.d/*

auto lo
iface lo inet loopback

auto port1
iface port1 inet dhcp

auto port2
iface port2 inet manual

auto port3
iface port3 inet manual

auto port4
iface port4 inet manual

auto port5
iface port5 inet manual

auto port6
iface port6 inet manual

auto port7
iface port7 inet manual

auto port8
iface port8 inet manual

auto port9
iface port9 inet manual

auto port10
iface port10 inet manual

auto port11
iface port11 inet manual

auto port12
iface port12 inet manual

auto port13
iface port13 inet manual

auto port14
iface port14 inet manual

auto port15
iface port15 inet manual

auto port16
iface port16 inet manual

auto port17
iface port17 inet manual

auto port18
iface port18 inet dhcp
EOF

Änderungen aktivieren

udevadm control --reload-rules
reboot

Kontrolle nach dem Reboot

ip link show

Erwartete Ausgabe: Interfaces port1 bis port18 sind sichtbar.

OVS-Bridge anlegen

ovs-vsctl add-br sw0

Trunk-Port konfigurieren (z. B. Richtung OPNsense/Router)

ovs-vsctl add-port sw0 port2 tag=1 trunks=21,22,23 vlan_mode=native-untagged

Access-Ports konfigurieren

ovs-vsctl add-port sw0 port3  tag=21
ovs-vsctl add-port sw0 port4  tag=21
ovs-vsctl add-port sw0 port5  tag=21
ovs-vsctl add-port sw0 port6  tag=21
ovs-vsctl add-port sw0 port7  tag=21
ovs-vsctl add-port sw0 port8  tag=21
ovs-vsctl add-port sw0 port9  tag=21
ovs-vsctl add-port sw0 port10 tag=21
ovs-vsctl add-port sw0 port11 tag=22
ovs-vsctl add-port sw0 port12 tag=22
ovs-vsctl add-port sw0 port13 tag=22
ovs-vsctl add-port sw0 port14 tag=23
ovs-vsctl add-port sw0 port15 tag=23
ovs-vsctl add-port sw0 port16 tag=23

Interface der VLANs anlegen

ovs-vsctl add-port sw0 mgmt   tag=1  -- set interface mgmt   type=internal
ovs-vsctl add-port sw0 dmz    tag=21 -- set interface dmz    type=internal
ovs-vsctl add-port sw0 lan    tag=22 -- set interface lan    type=internal
ovs-vsctl add-port sw0 server tag=23 -- set interface server type=internal

Management-IP per /etc/network/interfaces setzen: 

cat >> /etc/network/interfaces << 'EOF'

auto mgmt
iface mgmt inet static
    address 172.26.56.2/26
    gateway 172.26.56.1
    dns-nameservers 172.26.56.1
    dns-search it2XX.int
EOF

ifup mgmt

Mirror-Port konfigurieren (SPAN)

port17 dient als Mirror-Ausgang — dort kann ein IDS oder Wireshark angeschlossen werden: 

ovs-vsctl add-port sw0 port17
ovs-vsctl -- --id=@p get port port17 \
          -- --id=@m create Mirror name=mirror0 \
          select-vlan=1,21,22,23 \
          output-port=@p \
          -- set Bridge sw0 mirrors=@m

Kontrolle

ovs-vsctl list Mirror

Erwartete Ausgabe (gekürzt):

  • name: mirror0
  • select-vlan: [1,21,22,23]
  • output-port: port17

Nutzung

  • An port17 wird ein IDS oder ein Analyse-System (z. B. Wireshark/tcpdump) angeschlossen
  • Dort ist der gesamte Traffic der VLANs 1, 21, 22 und 23 sichtbar

SNMPv3 konfigurieren

Datei /etc/snmp/snmpd.conf anpassen: 

createUser ovsuser SHA "MeinGeheimesPasswort" AES "NochGeheimer"
rouser ovsuser authPriv

SNMP-Dienst neu starten: 

systemctl restart snmpd

Test der SNMPv3-Abfrage: 

snmpwalk -v3 -u ovsuser -l authPriv -a SHA -A MeinGeheimesPasswort -x AES -X NochGeheimer localhost ifDescr

Wichtige Befehle

OVS-Diagnose

Zeigt die komplette OVS-Bridge-Konfiguration (Bridges, Ports, VLAN-Tags).

  • ovs-vsctl show

Listet alle Ports, die an der Bridge sw0 hängen.

  • ovs-vsctl list-ports sw0

Zeigt Details zum Port port2 (inklusive VLAN-Tag).

  • ovs-vsctl list interface port2

Zeigt, welche VLANs auf dem Trunk-Port port1 erlaubt sind.

  • ovs-vsctl get port port1 trunks

Zeigt den Zustand der Datenebene (DPIF-Interfaces, OpenFlow).

  • ovs-dpctl show

Zeigt die Forwarding Database (FDB), ähnlich wie show mac address-table auf Cisco.

  • ovs-appctl fdb/show sw0

Zeigt vorhandene SPAN/Mirror-Konfigurationen.

  • ovs-appctl mirror/list sw0

VLAN-Konfiguration ändern

Setzt port2 als Access-Port im VLAN 10 (untagged).

  • ovs-vsctl set port port2 tag=10

Setzt port3 als Trunk-Port für VLAN 10, 20 und 30 (getagged).

  • ovs-vsctl set port port3 trunks=10,20,30

Setzt port3 als Trunk-Port, VLAN 10 untagged (native), VLAN 20 und 30 getagged.

  • ovs-vsctl set port port3 tag=10 trunks=20,30

Entfernt VLAN-Zuweisung von port2 bzw. VLAN 20 von port3.

  • ovs-vsctl remove port port2 tag
  • ovs-vsctl remove port port3 trunks 20

Ergebnis

  • port1 = Trunk (VLAN 1 native untagged, VLAN 21/22/23 getaggt)
  • port2–port16 = Access-Ports (je VLAN, untagged) — 14 für VMs, 2 Reserve
  • port17 = Mirror/SPAN-Ausgang (außerhalb OVS)
  • port18 = NAT-Konsolen-Port, DHCP (außerhalb OVS, SSH Port 2222)
  • mgmt = Management-Port im VLAN 1 mit IP 172.26.56.2/26
  • SNMPv3 = Überwachung aller Interfaces möglich

Nächste Schritte

  • Weitere VLANs hinzufügen
  • Layer-3 Routing mit OVS oder FRRouting ergänzen
  • VXLAN/EVPN mit OVN erproben
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