OpenFlow协议
功能
1.0版本Openflow：控制器通過Openflow協(xié)議與交換機建立了安全通道（Sceure Channel），下發(fā)流表。
1.3版本Openflow：多控制器，多流表。
用于實現Controller和Switch之間的通信過程，定義了一系列標準術語。
定義了Controller如何來控制Swithch以及Switch如何來反饋Ctroller。
定義了Controller和Switch通信過程的消息類型和格式。
版本
版本升級功能升級。
流表
相當于傳統(tǒng)網絡的路由表和CAM表。
傳統(tǒng)網絡的表是死的，給我就按照上面的做，查找轉發(fā)。
SDN的流表，很多張，可編程。
流（Flow）
同一時間內，經過同一網絡并且具有相同屬性的數據包集合。
不同情況流的定義可以不同。一般基于端口以及源目IP。
SDN體系中，所有的數據都以“流”為單位進行處理。
流表（Flow Table）
流過來就查表（基于序號查找）。
每一張流表都有詳細的流表項。
每一個流表項中都有相應參數，根據參數做出相應的動作（要么轉，要么丟，不轉也不丟，下一張表處理）。
雖然要遞歸似的查表，但是節(jié)約了計算的時間，總體上轉發(fā)速度加快。
流表項-1.0版本（Flow Entry）
不同版本的Openflow的流表項有些區(qū)別，下面是Openflow1.0版本的流表項。
包含：包頭域、計數器、動作三個部分。
包頭域（Header Fields）
除了進接口，傳統(tǒng)的2-4層的尋址信息都出現在包頭域中（MAC、IP、PORT）。
Openflow交換機相比傳統(tǒng)網絡交換機（路由器），是一個模糊的概念，不再區(qū)分二者，所以Openflow交換機可以廣義的理解為Openflow轉發(fā)設備（交換機、路由器、防火墻）。
計數器（Counters）
計數器主要對每張表、每個端口、每個流等進行計數，方便流量監(jiān)管。
為流量可視化奠定了基礎。
動作（Actions）
對匹配到的流進行處理，傳統(tǒng)網絡中要么轉發(fā)要么丟棄，沒有第三種選擇。Openflow1.0中規(guī)定了必備動作（Required Actions）和可選動作（Optional Actions）。
必備動作-轉發(fā)（Forward）：
ALL：轉發(fā)到所有出口（不包括入口）。
CONTROLLER：封裝并轉發(fā)給控制器。
LOCAL：轉發(fā)給本地網絡棧。
TABLE：對要發(fā)出的包執(zhí)行流表中的行動。
IN_PORT：從入口發(fā)出。
必要行動-丟棄（Drop）
沒有明確指明處理行動的表項，所匹配的所有分組默認丟棄。
可選行動-轉發(fā)
NORMAL：按照傳統(tǒng)交換機的2層或3層進行轉發(fā)處理。
FLOOD：通過最小生成樹從出口泛洪發(fā)出，注意不包括入口。傳統(tǒng)網絡只有在CAM表空或者滿了的時候才會泛洪，現在更加靈活。
可選行動-入隊（Enqueue）
將包轉發(fā)到綁定到某個端口的隊列中。（流控）
可選行動-修改域（Modify-field）
修改包頭內容。
這個動作是跟傳統(tǒng)網絡的最大區(qū)別，Openflow可以對數據包頭部進行修改！（可修改2層-4層的信息）。
流表項—1.3版本
Openflow1.0之后都支持多流表，每張表都有獨立的序號，從序號最小的開始匹配。
Openflow1.3版本包括了匹配域、優(yōu)先級、計數器、指令、超時時間、附屬屬性。
匹配域（Match Fields）
1.0包頭域的拓展，除了2-4層的信息，多了MPLS、IPv6、PBB、Tunnel ID等支持。
1.0能匹配12個信息，1.3能匹配39個信息。
Openflow正在覆蓋傳統(tǒng)網絡協(xié)議。
優(yōu)先級（Priority）
用于標志流表項的匹配優(yōu)先次序，越高越先匹配，默認為0。
支持復雜的策略調度。
計數器（Counters）
在1.0的基礎上，加入了對每組，每個動作的計數。
流量統(tǒng)計。
指令（Instructions）
相當于1.0版本的動作（Actions），但是因為引入了多流表，多了很多復雜操作：
行動集：查到行動后，不立即執(zhí)行，放到一個集合（緩存）中去，最后一起執(zhí)行。
這一段講述了動作的疊加，集成，清除。
Required Instruction:Write-Actions action(s)：將指定的行動添加到正在運行的行動集中。
Required Instruction:Goto-Table next-table-id：指定流水線處理進程中的下一張表的ID。
Optional Instruction:Apply-Actions action(s)：立即執(zhí)行指定的行動，而不改變行動集。
Optional Instruction:Meter meter id：直接將包計量后丟棄。
Optional Instruction:Clear-Actions：在行動集中立即清除所有的行動。
Optional Instruction:Write-Metadata metadata / mask：在元數據區(qū)域記錄元數據。
這一段是動作
Required Actions:Output：報文傳輸到指定端口。
Required Actions:Drop：丟棄。
Required Actions:Group：用組表處理報文。
Optional Actions:Set-Queue：設置報文隊列ID，為了Qos的需要。
Optional Actions:Push-Tag / Pop-Tag
Optional Actions:Set-Field：設置報文包頭的類型和修改包頭的值。
Optional Actions:Change-TTL：修改TTL的值。
動作集順序
copy TTL inwards:apply copy TTL inward actions to the packet.
pop:apply all tag pop actions to the packet.
push-MPLS:apply MPLS tag push action to the packet.
push-PBB:apply PBB tag push action to the packet.
push-VLAN:apply VLAN tag push action to the packet.
copy TTL outwards:apply copy TTL outwards action to the packet.
decrement TTL:apply decrement TTL action to the packet.
set:apply all set-field actions to the packet.
qos:apply all QoS actions,such as set queue to the packet.
group:如果指定了組行動，那么按照這個序列中的順序執(zhí)行組行動存儲段里的行動。
output:如果沒有指定組行動，報文就會按照output行動中指定的端口轉發(fā)。
行動集與每個報文相關，默認情況下是空的。
一個流表項可以使用Write-Action指令或者Clear-Action指令修改行動集。
當一個表項的指令集沒有包含Goto-Table指令時，流水線處理就停止了，然后報文的行動集就被執(zhí)行。
交換機可以通過Apply-Actions指令修改行動的執(zhí)行順序。
行動集包含所有的行動，無論它們按照什么順序加入到行動集中，行動的順序均按照上一段順序執(zhí)行。
超時時間（Timeouts）
用于標志該流表項的老化時間，到了超時時間就刪除，節(jié)約資源保持準確性。
附屬信息（Cookie）
由控制器選擇的不透明數據值。控制器用來過濾統(tǒng)計數據、流改變和流刪除。但處理數據包時不能使用。
流表匹配—1.1版本（Flow Match）
引入了多流表，多流表的流表匹配稱為流水線處理（Pipeline Process）。交換機從流表0開始查找，序號從小到大匹配。
每個包按照優(yōu)先級去匹配流表中的流表項，優(yōu)先級高的先匹配（被匹配），一旦匹配成功，對應計數器將更新，動作立即執(zhí)行；如果沒能找到匹配的表項，則轉發(fā)給控制器。
流表匹配—1.3版本
1.3版本引入了table-miss的處理和action-set的處理。
之前的版本當交換機沒有匹配到流表項的時候，直接丟給Controller處理。而table-miss則用于解決這個問題。
通過table-miss參數，可以對數據包實現丟棄、給下一個表處理、轉發(fā)給控制器。
還多了一個邏輯層—動作集。動作的累加。
多流表操作中，每個表都有獨立的指令，這些指令（執(zhí)行動作）可以在查表的時候執(zhí)行，也可以通過指令匯總到action-set再疊加執(zhí)行。
行動集與每個報文相關，默認情況為空。
一個流表項可以使用Write-Action指令或者Clear-Action指令修改行動集。
當一個表項的指令集沒有包含Goto-Table指令時，流水線處理就停止了，然后報文的行動集就被執(zhí)行。
交換機可以通過Apply-Actions指令修改行動的執(zhí)行順序。
行動集包含所有的行動，無論它們按照什么順序加入到行動集中，行動按照指定順序執(zhí)行。
單表時，只有action動作；多表環(huán)境下，多個action操作累加則為action-set動作集。
決定action-set中的一堆動作如何工作，便是Instruction指令。指令可以將動作寫入、修改到動作集action-set中，或者可以直接在讀表時執(zhí)行。
多流表最核心的內容：疊加執(zhí)行。
流表的生成
傳統(tǒng)路由技術中，建立一張路由表，需要路由器和路由器之間運行路由協(xié)議，然后相互交互路由條目，之后達到路由共享。這種架構是一種P2P架構（雙方對等）。
SDN的想法是類似的，在控制器和交換機直接運行Openflow協(xié)議，不同的是，這里是一種C/S架構（客戶端服務器架構）。由控制器統(tǒng)一計算后再下發(fā)給Openflow交換機流表項信息。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的OpenFlow协议的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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