OpenFlow Switch学习笔记(一)——基础概念

  OpenFlow Switch v1.4.0规范是在2013年10月14号发布,规范涵盖了OpenFlow Switch各个组件的功能定义、Controller与Switch之间的通信协议Open Flow Protocol等。下文主要是基于个人理解整理的一些学习笔记,理解不到位的地方还请大家多多指教。

一、基础概念图:

  首先我们先看下Open Flow Switch的整体结构,以便有一个初步的感性认识,如下图所示:

从上面架构图中,我们可以看到Open Flow Switch主要是由以下几个部分构成:

1、Remote Controller:我们知道,SDN网络将传统的网络结构划分成了Control Plane和Data Plane两部分,这里的Remote Controller正是Control Plane部分,通过约定的通信协议来远程控制管理OpenFlow Switch,增加、删除或者修改OpenFlow Switch的Flow Entries。

2、OpenFlow Channel:它可以被认为是OpenFlow Switch对外开放的接口,接受来自于Remote Controller的通信协议,进而来操纵OpenFlow Switch。

3、OpenFlow Protocol:一种通信协议规范,用于Remote Controller和OpenFlow Switch之间的消息交换。

4、Flow Table:包含多个Flow Entry记录,控制数据包的流向,具体过程可参考下文。

5、Group Table:相对于Flow Table,控制着数据包更高级的转发特性,比如Flooding、Multipath、Fast Reroute、Link Aggregation等。

6、Pipeline:由多个Flow Table链接而成,控制数据包的一系列行为。

二、基础知识:

  一个OpenFlow Switch内包含了一个或多个Flow Tables,以及一个Group Table,而每个Flow Table均包括下面几项 Flow Entry:1)Match Fields,2)Priority,3)Counters,4)Instructions Set。

  当数据包进入到OpenFlow Switch后,首先会从Pipeline的第一个Flow Table开始根据每条Flow Entry的Match Fields项依据其Priority进行match,如果match成功,则会执行Instructions Set里的Actions,这些Actions或者是forward到某个port,或者是drop掉数据包,或者是跳转到指定的后续Flow Table继续match,或者是跳转到Group Table里处理;假若在(或者说后续的)Flow Table里没有发现能够match成功,或者match成功但是没有指定具体Action的数据包,其处理行为依赖于配置选项:1)要么通过OpenFlow Channel将其发送回Remote Controller,2)要么直接drop掉,3)要么将其继续流转到后续的Flow Table继续进行match。

  每个Flow Entry的Instructions Set里大致包括这么几个Action:1)Forwarding,或者说转发到某个port出去,2)Packet Modification,修改数据包的一些头信息,3)流转到Group Table里去继续处理,4)继续交由Pipeline中后续的Flow Table处理,在进行Pipeline processing的时候,相邻两个Flow Table之间可以以metadata的方式进行数据传输。

  当某个Flow Entry的Action是将该数据包直接forward到某个port时,这个port或者是物理port,或者是OpenFlow Switch定义的逻辑port,或者是OpenFlow Switch预留的Reserved port。Reserved port主要是用于OpenFlow Switch将数据包发送给Remote Controller,或者进行flooding等等一些其他非OpenFlow Switch规范的操作,而逻辑port主要是用于link aggregation、tunnels、loopback interface等等。

  而每个Group Table包含了多个Group Entries,每个Group Entry又包含了一系列依赖于Group Type的Action Buckets,这些Action Buckets里的所有Actions将会全部应用到流转到Group Table里的数据包。

三、基本术语:

1、Byte:表示一个8位(bit)字节。

2、Packet:表示一个以太网帧,包括头和数据载体两部分。

3、Port:Packet流入或者流出OpenFlow Switch的通道口,其或是一个物理port,或是一个OpenFlow Switch定义的逻辑port,或是OpenFlow Switch用于OpenFlow Protocol的Reserved port。

4、Pipeline:由一系列链接起来的Flow Tables组成,控制着Packet的流转。

5、Flow Table:包含多个Flow Entry记录,控制Packet的流向。

6、Flow Entry:Flow Table中的一条记录,包含Match Fields,Priority,Counters,Actions Set 四部分。

7、Match Field:Packet 匹配域,可以匹配Packet Header里的某些值域、ingress port、metadata value等,也可以使用通配符。

8、Metadata:在Flow Table之间传递消息的载体。

9、Instructions:每个Flow Entry都包含一组Instructions Set,它们控制着Packet的行为,比如直接将该Packet流转到其他的Flow Table,或者包含一系列Action加入到Action Set里,或者可以立即作用于该Packet的一系列Action。

10、Action Set:一系列Action的集合,这里所有的Action控制着Packet如何流转出Pipeline processing。

11、Group Table:一组Action Bucket的组合,每个Action Bucket控制着Packet的一些高级行为。

12、Action Bucket:一个Action及其参数的组合,是构成Group Table的元素。

13、Tag:可以插入或者删除数据的一个头域。

14、Outermost Tag:Packet最开始位置的Tag。

15、Meter:OpenFlow Switch内部衡量和控制Packet速率的元素,当Packet速率超过了预定义的阀值,会被丢掉。

时间: 2024-08-07 20:55:25

OpenFlow Switch学习笔记(一)——基础概念的相关文章

OpenFlow Switch学习笔记(四)——Matching

这次我们着重详述来自于网络中的数据包在OpenFlow Switch中与Flow Entries的具体匹配过程,以及当出现Table Miss时的处理方式,下面就将从这两方面说起. 1.Matching 当一个来自于外部网络的数据包进入到OpenFlow Switch中时,OpenFlow Switch将会按照如下图所示的方式来处理这些数据包,如前面的学习笔记中讲述的那样,会先从Pipeline的第一个Flow Table首先进行Lookup,然后可能继续进入到其他的Flow Table进行Lo

OpenFlow Switch学习笔记(五)——Group Table、Meter Table及Counters

本文主要详述OpenFlow Switch的另外两个主要组件——Group Table和Meter Table,它们在整个OpenFlow Swtich Processing中也起到了重要作用. 1.Group Table Group Table给OpenFlow Switch提供了更加高级的数据包转发特性(比如select或者all),其由多个Group Entries组成,而每个Group Entry结构如下所示: 每个Group Entry根据其Group Identifier来唯一定位,

Elasticserach学习笔记-01基础概念

本文系本人根据官方文档的翻译,能力有限.水平一般,如果对想学习Elasticsearch的朋友有帮助,将是本人的莫大荣幸. 原文出处:https://www.elastic.co/guide/en/elasticsearch/reference/current/_basic_concepts.html ElasticSearch有几个核心概念,了解它们将有助于我们的整个学习过程. 近乎实时(NRT)Elasticsearch是一个近乎实时的搜索平台.这意味着从你为一个文档建立索引到该文档可被检索

OpenFlow Switch学习笔记(三)——Flow Tables

这次我们主要讨论下OpenFlow Switch的核心组件之一——Flow Tables,以了解其内部的 matching 以及 action handling 机制.下文将会分为几个部分来逐步详述OpenFlow Switch内部数据包的流转机制. 1.Pipeline Processing 遵循OpenFlow Switch规范的OpenFlow交换机大致分为 OpenFlow-only 和 OpenFlow-hybrid 两类.OpenFlow-only 交换机仅仅只支持OpenFlow规

OpenFlow Switch学习笔记(六)——Instructions和Actions

本文主要重点讨论OpenFlow Switch规范的指令集,它们深刻影响着数据包在Switch中的处理行为,下面开始从以下几个部分谈起. 1.Instructions 每一个Flow Entry里都包含有一系列的Instructions,这些Instructions会在与该Flow Entry成功匹配的数据包上执行,进而导致数据包头信息的修改.Action Set的更新或者改变Pipeline Processing的处理行为.Instructions大致有下列几种类型,OpenFlow Swit

大话设计模式学习笔记——面向对象基础

前言 好记性不如烂"笔头"系列--大话设计模式学习笔记 目录 面向对象基础 面向对象基础 什么是类与实例 一切事物皆为对象,即所有的东西老师对象,对象就是可以看到.感觉到.听到.触摸到.尝到.或闻到的东西.准确地说,对象是一个自包含的实体,用一组可识别的特性和行为来标识.面向对象编程,英文叫 Object-Oriented Programming,其实就是针对对象来进行编程的意思.类就是具有相同属性和功能的对象的抽象集合.实例就是一个真实的对象.比如我们属于'人'类,而个人就是'人'类

[Golong]学习笔记(一) 基础知识

Go编程基础 Go的内置关键字(25个) 不多 break default func interface select case defer go map struct chan else goto package switch const fallthrough if range type continute for import return var Go的注释方法(和js一样) 单行注释: // 多行注释: /**/ Go程序一般结构 common_structure.go 通过 pack

cocos2dx游戏开发学习笔记1-基本概念

这里主要讲构建整个游戏需要的基本元素,很大部分都摘自cocos2dx官网. 1.Director 导演 导演,顾名思义,就是对整个游戏进行整体控制的. "Director"是一个共享的(单元素集)对象,负责不同场景之间的控制.导演知道当前哪个场景处于活动状态,允许你改变场景,或替换当前的场景,或推出一个新场景.当你往场景堆中推出一个新场景时,"Director"会暂停当前场景,但会记住这个场景.之后场景堆中最顶层的场景跳离时,该场景又会继续活跃.此外"Di

Java快速教程--vamei 学习笔记(基础篇)

链接:http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2013/03/31/2991531.html java快速教程第1课 从HelloWorld到面向对象 学习网址:http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2013/03/14/2958654.html java快速教程第2课 方法与数据成员 学习网址:http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2013/03/25/2964430.html java快