更新时间：2022-11-21 16:52
vSwitch（Virtual Switch）指虚拟交换机或虚拟网络交换机，工作在二层数据网络，通过软件方式实现物理交换机的二层（和部分三层）网络功能。与传统物理交换机相比，虚拟交换机具备的优点：1.配置灵活、扩展性强。一台普通的服务器可以配置几十台甚至上百台虚拟交换机，且端口数目可以灵活选择，例如VMware的ESX主机，一台服务器可以仿真出248台虚拟交换机，且每台交换机预设虚拟端口可达56个。2.成本低、性能高。通过虚拟交换往往可以获得昂贵的物理交换机才能达到的性能，例如微软的Hyper-V虚拟化平台，虚拟机与虚拟交换机之间的联机速度轻易可达10 Gbps。
vSwitch广泛应用在基于IaaS（Infrastructure as a Service，基础架构即服务）的Internet服务中。通过运行在虚拟化平台上的虚拟交换机，为本台物理机上的VM（Virtual Machine，虚拟机）提供二层网络接入和部分三层网络功能。VM（虚拟机）通过vSwitch来连接网络，vSwitch则通过物理主机上的物理网卡作为上行链路与外界网络进行连接，如vSwitch示意图所示：
跟物理主机一样，每个VM有自己的虚拟网卡（virtual NIC），每个虚拟网卡有自己的MAC地址和IP地址。ABCDE是vSwitch上的虚拟端口vPort（virtual Port），该虚拟交换机连接虚拟网卡和物理网卡，将虚拟机上的数据报文从物理网卡转发出去，并从物理网卡上接收报文转发给对应的虚拟网卡。根据需要，vSwitch还可以支持安全控制、VLAN、网络监控、端口镜像、QoS、自动化网管等功能。
每个vSwitch与物理交换机一样，包含一定数量的端口，相同特性的虚拟端口vPort集合就是VLAN（或称端口组），不同VLAN内的报文在传输时是相互隔离的，各VLAN内的用户不能和其它VLAN内的用户直接通信。如果不同VLAN要进行通信，则需要通过路由器、三层交换机等三层设备。
目前业界应用比较广泛的vSwitch，开源的有Open vSwitch，商用的有VMware的VSS（vSphere Standard vSwitch，vSphere标准虚拟交换机）和VDS（vSphere Distributed vSwitch，vSphere分布式虚拟交换机）、Cisco的Nexus 1000V、微软的Hyper-V虚拟交换机等。
vSwitch的典型应用是Open vSwitch（参见百度百科Open vSwitch词条），如图所示。Open vSwitch采用开源模式，并充分考虑了在不同虚拟化平台之间的移植性，使用与平台无关的C语言开发，遵循Apache 2.0许可，无论是自研还是商用都可以满足基本需求。Open vSwitch目标：做一个具有产品级质量的多层虚拟交换机。通过可编程扩展，可以实现大规模网络的自动化（配置、管理、维护）。它支持现有标准管理接口和协议（如NetFlow、sFlow、IPFIX、RSPAN、CLI、LACP、802.1ag等）。Open vSwitch解决了访问策略、网络隔离、流量监控、数据包分析、QoS配置、流量优化等。
安全（Security）：Open vSwitch通过在Host上虚拟出一个软件交换机，相当于在物理交换机上级联了一台交换机，所有VM通过级联交换机接入，能够像配置物理交换机一样把同一台Host上的众多VM分配到不同VLAN中去，实现隔离和流量过滤。
QoS：在共享同一个物理网卡的众多VM中，我们期望给每台VM配置不同的速度和带宽，以保证核心业务VM的网络性能。通过在Open vSwitch端口上给各个VM配置QoS，可以实现物理交换机的traffic queuing（流量排队）和traffic shaping（流量整形）功能。
监控（Monitoring）：（1）流量监控：Open vSwitch通过Netflow、sFlow技术对数据包采样，记录关键域，发往Analyzer处理，进而实现包括网络监控、应用软件监控、用户监控、网络规划、安全分析、审计结算、以及网络流量数据库分析和挖掘在内的各项操作。（2）数据包分析：当对某一端口的数据包感兴趣时，通过配置把该端口的数据包复制转发到指定端口，通过抓包工具进行分析。Open vSwitch支持SPAN、RSPAN和GRE-tunneled mirrors。
自动控制（Automated Control）：使用OpenFlow协议等，扩展虚拟化网络管理功能。