OpenFlow协议基础

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OpenFlow协议基础杭州华三通信技术有限公司版权所有，未经授权不得使用与传播 学习完本课程，您应该能够：了解OpenFlow协议的基本概念了解OpenFlow协议在SDN网络中的常见应用2 目录1.OpenFlow概述2.OpenFlow协议简介3.OpenFlow典型应用3 OpenFlow的起源•OpenFlow起源于2006年斯坦福大学的CleanSlate项目，其核心理念为将传统网络设备的数据转发和路由控制模块相分离，通过集中式控制器，以标准化的接口对网络设备进行管理和配置OpenFlowSwitchControllerOpenFlowSwitch4 OpenFlow标准化组织•ONF（OpenNetworkingFoundation，开放网络基金会）于2011年成立，致力于SDN及其核心技术OpenFlow的标准化以及商业化•ONF的主要研究成果包括OpenFlow标准和OpenFlow-CONFIG标准5 目录1.OpenFlow概述2.OpenFlow协议简介3.OpenFlow典型应用6 OpenFlow交换机的基本构成•OpenFlow的全称是OpenFlowSwitchSpecification，它描述了OpenFlow交换机的基本组成和功能，以及集中式控制器如何使用OpenFlow协议对交换机进行远程控制OpenFlowProtocolOpenFlowGroupControllerChannelTableFlow...FlowTablePipelineTable7 流表•OpenFlow流表由流表项构成，流表项的结构随着OpenFlow版本的演进不断丰富，不同协议版本的流表项结构如下HeaderV1.0CountersActionsFiledMatchV1.1&V1.2CountersInstructionFiledMatchV1.3PriorityCountersInstructionTimeoutsCookiesFiled8 组表•OpenFlow交换机只含有一个组表，组表由许多组表项构成，每条流表项的结构如下GroupIdentierGroupTypeCountersActionBuckets9 Meter表•Meter表项用于关联流表项，对匹配流表项的报文实施QOS策略MeterIdentifierMeterBandsCountersBandsTypeRateCountersTypeSpecificarguments10 匹配域•OpenFlow流表项的匹配域支持丰富的匹配字段•OpenFlowV1.0支持匹配数据包头的12个字段IngressEtherEtherEtherVLANVLANIPIPIPTCP/UDPTCP/UDPIPTOSPortSourceDesTypeIDPrioritySourceDesProtocolSourcePortDesPort•发展至OpenFlowV1.3，已扩展至39个字段，并规定了OpenFlow交换机必须实现的13个字段11 指令集•当报文匹配上流表项时，执行表项包含的指令集，指令集类型如下表所示必选Write-Action添加指定动作到动作集必选Goto-Table转到另一个流表处理可选Meter指示报文关联指定的Meter流表项可选Apply-Actions应用动作列表中的动作可选Clear-Actions清空动作集可选Write-Metadata写入元数据12 动作集•当流表项的指令集中不含Goto-Table时，立即执行关联的动作集被，动作类型如下表所示必选Output将报文转发到特性的OpenFlow端口必选Drop当满足特定条件时报文被丢弃必选Group将报文转由组表处理，动作由组表类型定义可选Set-Queue为报文指定队列ID，用于实施QOS可选Push-Tag适用于对VLAN头、MPLS头、PBB头进行操Pop-Tag作可选Set-Field识别匹配字段类型并修改字段的值可选Change-TTL修改IPv4、IPv6、MPLS中的TTL13 动作列表•动作列表存在于特定协议报文中，它与动作集的区别在于，动作列表中的动作按照列表顺序依次执行，且可以包含多个同类型动作，这些动作的执行效果可以叠加14 OpenFlow端口•OpenFlow端口分为三类：物理端口、逻辑端口和保留端口–物理端口通常为OpenFlow交换机的硬件接口–逻辑端口通常由协议设置，如聚合口、隧道口–保留端口由转发动作定义，例如转发到控制器15 OpenFlow报文的处理流程•OpenFlow流水线将交换机内的一组流表串起来，定义了每个流表如何作用于报文进入第一个流表转由其他流表处理是是指令含匹配上执行动作列表Goto-表项Table否否指令为Table-Miss处理Drop是丢弃报文16 安全信道•安全信道是Controller和它管理的每一台OpenFlow交换机之间的可靠连接建立OpenFlow连接Fail-securemode成功协商版echo超配置决信道连接正常运行本时定失败Fail-standalone终止连接mode17 协议报文•同步消息–可由交换机或者控制器主动发起，并需要接收对方应答。主要用于建立连接、检测对方是否在线等–包括Hello、Echo、Vendo三种子消息•异步消息–由OpenFlow交换机发起，用来通知交换机上发生的某些异步事件。消息是单向的，不需要控制器应答。主要用于交换机向控制器通知收到报文、状态变化、出现错误等事件信息–包括Packet-in、Flow-removed、Port-status、Error四种子消息•Controller-to-switch–由控制器发起，对OpenFlow交换机进行状态查询和修改配置等操作；OpenFlow交换机接受并处理可能发送或不需要发送的应答消息–包括Modify-state、Read-state、Packet-Out、Barrierrequest/replay等四类十余种子消息18 OpenFlow-CONFIG•OF-CONFIG用于对OpenFlow交换机进行基础配置，以使得交换机能够与控制器建立数据信道•OF-CONFIGV1.1.1选用NETCONF作为传输协议19 OpenFlow的演进OpenFlow1.0.0(2009.12)OpenFlow1.2(2011.12)OF-CONFIG1.1(2013.3)OpenFlow1.3.2(2013.4)OpenFlowV1.4(2013.10)20 OpenFlow协议的功能演进•OpenFlow各协议版本之间的主要区别OF1.0单表、IPv4OF1.1多级流表、组表、MPLS、VLANOF1.2多控制器、IPv6OF1.3Meter表、版本协商能力OF1.4流表同步、协议消息完善21 目录1.OpenFlow概述2.OpenFlow协议简介3.OpenFlow典型应用22 多控制器•一个OpenFlow交换机可以连接多个OpenFlowController来提高其稳定性，同时实现负载分担ControllerOpenFlowSwitchController23 控制器应用分析•控制器是SDN架构中的核心组成，通过对交换机流表的控制实现对流量的精细控制ControllerOpenFlowSwitch24 课程总结了解OpenFlow的起源掌握OpenFlow的协议工作原理熟悉OpenFlow的典型应用25 请对您本扫课描程二做维评码价