OpenFlow協(xié)議基礎(chǔ)

1、 杭州華三通信技術(shù)有限公司 版權(quán)所有,未經(jīng)授權(quán)不得使用與傳播 OpenFlow 協(xié)議基礎(chǔ) 了解 OpenFlow 協(xié)議的基本概念了解 OpenFlow 協(xié)議在 SDN 網(wǎng)絡(luò)中的常見應(yīng)用 2 1. OpenFlow概述2. OpenFlow協(xié)議簡介3. OpenFlow典型應(yīng)用3OpenFlow 的起源 OpenFlow 起源于 2006年斯坦福大學(xué)的 Clean Slate項目,其核心理 念為將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和路由控制模塊相分離,通過集中式 控制器,以標(biāo)準(zhǔn)化的接口對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行管理和配置4 ControllerOpenFlow SwitchOpenFlow SwitchOpenFlow

2、 標(biāo)準(zhǔn)化組織 ONF (Open Networking Foundation,開放網(wǎng)絡(luò)基金會于 2011年成立,致力于 SDN 及其核心技術(shù) OpenFlow 的標(biāo)準(zhǔn)化以及商 業(yè)化 ONF 的主要研究成果包括 OpenFlow 標(biāo)準(zhǔn)和 OpenFlow-CONFIG 標(biāo) 準(zhǔn)5 1. OpenFlow概述2. OpenFlow協(xié)議簡介3. OpenFlow典型應(yīng)用6OpenFlow 交換機的基本構(gòu)成 OpenFlow 的全稱是 OpenFlow Switch Specification,它描述了 OpenFlow 交換機的基本組成和功能,以及集中式控制器如何使用 OpenFlow 協(xié)議對交換機進(jìn)

3、行遠(yuǎn)程控制7 OpenFlow 流表由流表項構(gòu)成,流表項的結(jié)構(gòu)隨著 OpenFlow 版本的 演進(jìn)不斷豐富,不同協(xié)議版本的流表項結(jié)構(gòu)如下流表8 V1.0 V1.3 OpenFlow 交換機只含有一個組表,組表由許多組表項構(gòu)成,每條流 表項的結(jié)構(gòu)如下組表9 Meter 表項用于關(guān)聯(lián)流表項,對匹配流表項的報文實施 QOS 策略 Meter 表10 匹配域 OpenFlow 流表項的匹配域支持豐富的匹配字段 OpenFlow V1.0支持匹配數(shù)據(jù)包頭的 12個字段 發(fā)展至 OpenFlow V1.3,已擴(kuò)展至 39個字段,并規(guī)定 了 OpenFlow 交換機必須實現(xiàn)的 13個字段指令集 當(dāng)報文匹配上

4、流表項時,執(zhí)行表項包含的指令集,指令集類型如下表所示動作集 當(dāng)流表項的指令集中不含 Goto-Table 時,立即執(zhí)行關(guān)聯(lián)的動作集被, 動作類型如下表所示 動作列表 動作列表存在于特定協(xié)議報文中,它與動作集的區(qū)別在于,動 作列表中的動作按照列表順序依次執(zhí)行,且可以包含多個同類 型動作,這些動作的執(zhí)行效果可以疊加OpenFlow 端口 OpenFlow 端口分為三類:物理端口、邏輯端口和保留端口 物理端口通常為 OpenFlow 交換機的硬件接口 邏輯端口通常由協(xié)議設(shè)置,如聚合口、隧道口 保留端口由轉(zhuǎn)發(fā)動作定義,例如轉(zhuǎn)發(fā)到控制器OpenFlow 報文的處理流程 OpenFlow 流水線將交換機內(nèi)

5、的一組流表串起來,定義了每個流表如 何作用于報文 安全信道 安全信道是 Controller 和它管理的每一臺 OpenFlow 交換機之間的可 靠連接 協(xié)議報文 同步消息 可由交換機或者控制器主動發(fā)起,并需要接收對方應(yīng)答。主要用于建立連接、檢測對方 是否在線等 包括 Hello 、 Echo 、 Vendo 三種子消息 異步消息 由 OpenFlow 交換機發(fā)起,用來通知交換機上發(fā)生的某些異步事件。消息是單向的,不 需要控制器應(yīng)答。主要用于交換機向控制器通知收到報文、狀態(tài)變化、出現(xiàn)錯誤等事件 信息 包括 Packet-in 、 Flow-removed 、 Port-status 、 Err

6、or 四種子消息 Controller-to-switch 由控制器發(fā)起,對 OpenFlow 交換機進(jìn)行狀態(tài)查詢和修改配置等操作; OpenFlow 交換 機接受并處理可能發(fā)送或不需要發(fā)送的應(yīng)答消息 包括 Modify-state 、 Read-state 、 Packet-Out 、 Barrier request/replay等四類十 余種子消息OpenFlow-CONFIG OF-CONFIG 用于對 OpenFlow 交換機進(jìn)行基礎(chǔ)配置,以使得 交換機能夠與控制器建立數(shù)據(jù)信道 OpenFlow 協(xié)議的功能演進(jìn) OpenFlow 各協(xié)議版本之間的主要區(qū)別 1. OpenFlow概述2. OpenFlow協(xié)議簡介3. OpenFlow典型應(yīng)用多控制器 一 個 OpenFlow 交 換 機 可 以連 接 多 個 OpenFlow Controller 來 提高 其 穩(wěn) 定 性,同時實現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)ControllerOpenFlow SwitchController 控制器應(yīng)用分析 控制器是 SDN 架構(gòu)中的核心組成,通過對交換機流表的控制實現(xiàn)對流