在Linux上使用开源软件创建SDN

使用开源路由协议栈 Quagga，使你的 Linux 系统成为一台路由器。

网络路由协议分为两大类：内部网关协议和外部网关协议。路由器使用内部网关协议在单个自治系统内共享信息。如果你用的是 Linux，则可以通过开源（GPLv2）路由协议栈 Quagga 使其表现得像一台路由器。

Quagga 是什么？

Quagga 是一个路由软件包，并且是 GNU Zebra 的一个分支。它为类 Unix 平台提供了所有主流路由协议的实现，例如开放最短路径优先（OSPF），路由信息协议（RIP），边界网关协议（BGP）和中间系统到中间系统协议（IS-IS）。

尽管 Quagga 实现了 IPv4 和 IPv6 的路由协议，但它并不是一个完整的路由器。一个真正的路由器不仅实现了所有路由协议，而且还有转发网络流量的能力。 Quagga 仅仅实现了路由协议栈，而转发网络流量的工作由 Linux 内核处理。

架构

Quagga 通过特定协议的守护程序实现不同的路由协议。守护程序名称与路由协议相同，加了字母“d”作为后缀。Zebra 是核心，也是与协议无关的守护进程，它为内核提供了一个抽象层，并通过 TCP 套接字向 Quagga 客户端提供 Zserv API。每个特定协议的守护程序负责运行相关的协议，并基于交换的信息来建立路由表。

Quagga architecture

环境

本教程通过 Quagga 实现的 OSPF 协议来配置动态路由。该环境包括两个名为 Alpha 和 Beta 的 CentOS 7.7 主机。两台主机共享访问 192.168.122.0/24 网络。

主机 Alpha：

IP：192.168.122.100/24 网关：192.168.122.1

主机 Beta：

IP：192.168.122.50/24 网关：192.168.122.1

安装软件包

首先，在两台主机上安装 Quagga 软件包。它存在于 CentOS 基础仓库中：

1. yum install quagga -y

启用 IP 转发

接下来，在两台主机上启用 IP 转发，因为它将由 Linux 内核来执行：

1. sysctl -w net.ipv4.ip_forward = 1
2. sysctl -p

配置

现在，进入 /etc/quagga 目录并为你的设置创建配置文件。你需要三个文件：

• zebra.conf：Quagga 守护程序的配置文件，你可以在其中定义接口及其 IP 地址和 IP 转发
• ospfd.conf：协议配置文件，你可以在其中定义将通过 OSPF 协议提供的网络
• daemons：你将在其中指定需要运行的相关的协议守护程序

在主机 Alpha 上，

1.  [root@alpha]# cat /etc/quagga/zebra.conf
2. interface eth0
3.  ip address 192.168.122.100/24
4.  ipv6 nd suppress-ra
5. interface eth1
6.  ip address 10.12.13.1/24
7.  ipv6 nd suppress-ra
8. interface lo
9. ip forwarding
10. line vty
11.  
12. [root@alpha]# cat /etc/quagga/ospfd.conf
13. interface eth0
14. interface eth1
15. interface lo
16. router ospf
17.  network 192.168.122.0/24 area 0.0.0.0
18.  network 10.12.13.0/24 area 0.0.0.0
19. line vty
20.  
21. [root@alphaa ~]# cat /etc/quagga/daemons
22. zebra=yes
23. ospfd=yes

在主机 Beta 上，

1. [root@beta quagga]# cat zebra.conf
2. interface eth0
3.  ip address 192.168.122.50/24
4.  ipv6 nd suppress-ra
5. interface eth1
6.  ip address 10.10.10.1/24
7.  ipv6 nd suppress-ra
8. interface lo
9. ip forwarding
10. line vty
11.  
12. [root@beta quagga]# cat ospfd.conf
13. interface eth0
14. interface eth1
15. interface lo
16. router ospf
17.  network 192.168.122.0/24 area 0.0.0.0
18.  network 10.10.10.0/24 area 0.0.0.0
19. line vty
20.  
21. [root@beta ~]# cat /etc/quagga/daemons
22. zebra=yes
23. ospfd=yes

配置防火墙

要使用 OSPF 协议，必须允许它通过防火墙：

1. firewall-cmd --add-protocol=ospf –permanent
2.  
3. firewall-cmd –reload

现在，启动 zebra 和 ospfd 守护程序。

1. # systemctl start zebra
2. # systemctl start ospfd

用下面命令在两个主机上查看路由表:

1. [root@alpha ~]# ip route show  
2. default via 192.168.122.1 dev eth0 proto static metric 100
3. 10.10.10.0/24 via 192.168.122.50 dev eth0 proto zebra metric 20
4. 10.12.13.0/24 dev eth1 proto kernel scope link src 10.12.13.1
5. 192.168.122.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.122.100 metric 100

你可以看到 Alpha 上的路由表包含通过 192.168.122.50 到达 10.10.10.0/24 的路由项，它是通过协议 zebra 获取的。同样，在主机 Beta 上，该表包含通过 192.168.122.100 到达网络 10.12.13.0/24 的路由项。

1. [root@beta ~]# ip route show
2. default via 192.168.122.1 dev eth0 proto static metric 100
3. 10.10.10.0/24 dev eth1 proto kernel scope link src 10.10.10.1
4. 10.12.13.0/24 via 192.168.122.100 dev eth0 proto zebra metric 20
5. 192.168.122.0/24 dev eth0 proto kernel scope link src 192.168.122.50 metric 100

结论

如你所见，环境和配置相对简单。要增加复杂性，你可以向路由器添加更多网络接口，以为更多网络提供路由。你也可以使用相同的方法来实现 BGP 和 RIP 协议。