OpenFlow协议分析.pdf

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1、OpenFlow协议分析2015.12.23江苏省未来网络创新研究院提纲1OpenFlow协议概述2OpenFlow1.0协议介绍3OpenFlow协议演进OpenFlow概述最早由Stanford大学的NickMcKeown教授等研究人员在2008年4月发表的论文OpenFlow:EnablingInnovationinCampusNetworks中提出–提出控制和转发分离的架构，将控制逻辑从网络设备盒子中引出来，供研究者对其进行任意的编程从而实现新型的网络协议、拓扑架构而无需改动网络设备本身当前，OpenFlowSwitchSpeci

2、fication规范由ONF（OpenNetworkingFoundation）主导，获得业界众多支持–ONF成立于2011年，倡导“用户驱动”的网络架构和技术，致力于推动SDN的标准化，其愿景是使得基于OpenFlow的SDN成为网络新标准基于OpenFlow协议的软件定义网络控制器：控制器知道所有网络信息，负责指挥设备如何工作交换机：交换机不知道任何网络信息，只会按照控制器的指挥工作软件定义网络的网络设备之间不运行任何协议，网络设备的转发表由控制器配置生成。控制器与网络设备之间通过OpenFlow协议来互相通信软件定义网络的平面划分SDN

3、网络分为两张网1、数据网(数据平面)：Traffic2、信令网(控制平面)：OpenFlowProtocol控制器OpenFlowOpenFlow终端终端OpenFlow发展历史自2009年12月发布第一个版本（v1.0）以来，已经有多个版本的OpenFlow规范（OF）被发布2011年2月2012年4月2013年4月2014年12月OF1.1:定义OF1.3.0:拓OF1.3.2:改OF1.5.0进MPLS、多表Pipeline，扑发现，测multipart等微支持标签/隧试流程，测小改动道,多路径试集....2009年12月2011年1

4、2月2012年9月2013年10月OF1.0：基OF1.2:TLVOF1.3.1:提OF1.4.0:改本协议,十二变长表项消升了版本协善控制平面元组，动作息，支持商能力.功能.IPv6基本匹配OpenFlow的问题一览转发性能版本兼容流表规模OpenFlow？控制器安全性容量可靠性OpenFlow的问题新协议的设计严重依赖于OF协议中的匹配字段，而现有OpenFlow仅能是基于现有协议字段，且越来越臃肿OpenFlow的问题•随着软件定义网络应用场景的扩展和网络技术的自身发展，OpenFlow需要支持越来越多的协议和报文处理方式–数据中心的V

5、XLAN、NVGRE和STT等网络虚拟化技术–NFV网络功能虚拟化技术–网络安全以及监控和诊断•即便是针对常用标准协议，如TCP协议，OpenFlow也不能对其头部的任意域进行匹配和处理–防火墙中，很多场景需要对TCP某些状态位进行特定的报文处理动作•上述这些，目前的OpenFlow协议是都无法支持•如何能实现SDN倡导的网络灵活可编程理念？–演进：P4、POF新型SDN数据平面技术——P4之一P4:ProgrammingProtocol-IndependentPacketProcessors•P4项目由众多SDN缔造者创建•致力于协议无关的

6、网络编译语言和网络操作系统–Protocolindependent•自定义匹配字段–Packetprocessor•定义表的能力与包处理流程–Programming•一切硬件能力开放给用户新型SDN数据平面技术——P4之二•P4采用两级结构–P4语言：抽象封装语句，任意组合描述流信息和处理动作–TDG（TableDependencyGraphs）：将P4语言翻译映射到硬件switch上–向上支持不同的APP软件，向下支持不同的硬件•使网络开发者不需要懂交换设备和芯片，就可以像使用高级编程语言一样，通过书写语句和编译来开发业务APP、配置网络、

7、创建新协议新型SDN数据平面技术——POF之一•POF（ProtocolObliviousForwarding）项目由华为公司创建•面向协议无关的SDN底层平台和网络处理器芯片–表项查找匹配key使用{offset，length，value}，而不用具体协议字段–命令/动作，也采用{offset，length，value}，而不用具体协议字段–灵活自由添加新协议、定义报文新动作，无需经过国际标准组织和厂商支持–固定功能的NP芯片，通过微码编写{offset，length，value}通配符适配驱动，成为通用芯片{12B,2B}是否是IPv4=

8、0x0800?用DIP字段用字段{30B,4B}查找FIB表做查找TTL减1{22B,1B}减1结果写入更新checksum{24B,2B}新型SDN数据平面技术—