【个人总结系列-11】openflow协议的理解-学习及总结

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1、Openflow协议的理解-学习及总结Openflow协议概述OpenFlow协议是斯坦福大学的NickMcKeown提出的，随着OpenFlow协议的提出，SDN（SoftwareDefinedNetwork）也逐渐得到人们以及网络设备运营商的关注。OpenFlow协议的主要思想就是将传统网络交换机数据包转发的过程分离开来，原来由交换机一步完成的转发动作现由2种设备协作完成，分别是支持openflow协议的交换机（假设为OVS）和控制器（以下称controller）oOVS里面维护了一个叫做流表（flowtable）的东西，用來指定转发的策略，流表是在controller的

2、控制下生成的,并且controller随时可以维护流表（删除、添加、修改流表项）。所以网络管理人员可以很容易口己定义网络的行为，这也是SDN的原因。在0penFlow网络中数据包的转发流程是这样的：OVS接收到数据以后，通过和流表项进行匹配决定这个包的走向（转发、丢弃还是传给controller等），所以流表就相当于控制的策略，定义网络的行为只要在controller端对流表进行操作即可。这就涉及到controller和OVS之间通信和交流的问题，而Controller和OVSZ间通信的消息格式、内容及种类就是OpenFlow协议的主要内容。OVS通过securechanne

3、l和controller进行通信，而J1通信内容是通过TLS加密的，从securechannel发出和接收到的信息是和交换机接收到的数据包（到达的数据包）是不一样的，他们不经过流表的处理，OVS和controller的关系如卜-图所示⑴：OpenFlowProtocol■OpenFlowSwitch图2-1-1OVS和控制器的关系所以OpenFlow网络屮最重要的就是流表（流表的结构和匹配的过程）和controller与OVSZ间的通信。下而主要介绍一下自己理解的这两块的内容。流表每个交换机包括许多流表和一个组表，流表从0开始进行编号。每个流表包括许多flowentry（流表

4、项），每个flowentry由一些匹配字段+计数器+指令集组成。数据包匹配时就是匹配流表屮的某一条flowentry（除非-•条都没匹配到,匹配的顺序按照优先级从高到底进行，直到匹配成功。一旦某一条flowentry匹配成功，则就不再往下匹配了，这张流表的匹配就到此结束。后而操作的内容就看匹配的那条flowentry的instructions了），而不是一个流表。当一个包到达时，进入0号流表，按优先级依次与flowentry进行匹配，直到匹配成功。如果匹配成功，则马上更新计数器，执行指令。指令的种类可能包括执行action.删除actionset中的action＞向actio

5、nset中的写入和添加action＞跳转到F—个流表中继续处理等。OVS屮不止一张流表，而是冇许多流表，每个流表都冇一个唯一编号，从0开始。同时每次对数据包的处理不是匹配流表，而是匹配流表小的某一项（flowentry）,flowentry就是每次数据包匹配的单位，在一个流表中包括许多条这种flowentry,而且这些flowentry都是冇优先级的，数值越大表示优先级越高。一般一张流表屮只匹配一个flowentry,就是按照优先级最先被匹配的那个flowentry,而不是匹配一张流表的所冇匹配的flowentry。每个flowentry的结构如下所示,包括三个部分，分别为m

6、atchfields(匹配字段)、counters(计数器)、instructions(指令集)。MatchFieldsCountersInstructions图2-1-2flowentry的字段(1)匹配字段(matchfields)就是匹配的字段，每次数据包匹配的内容就是由matchfields指定的。matchfields中各字段的含义、大小、使用场景如下图所示：FieldBitsWhenapplicableNotesIngressPort32AllpacketsNumericalrepresentationofincomingport,startingati.Thi

7、sm却bexphysicalorswitch-definedvirtualpart.Met^xixta64Table1wdaboveEthernetsourceaddress48AllpacketsonenabledportsCanuseorbitrarybitmoskEthernetdestinationaddress48AllpacketsonenabledportsCxnusearbitrarybitmaskEthernettype16AllpacketsonenabledportsEtherne