Openflow流表学习

OpenFlow是一种新型的网络协议，它是控制器和交换机之间的标准协议。自2009年底发布1.0版本后，OpenFlow协议又经历了1.1、1.2、1.3及1.4版本的演进过程，目前使用和支持最多的是1.0和1.3版本。
OpenFlow1.3在1.0版的基础上进一步优化及升级，其中添加了很多新的特性及消息，如支持多个流表（flow table）、组表（group table），支持多控制器等。一个流表中包含多个流表项。
OpenFlow v1.3中流表项主要由7部分组成，分别是匹配域（用来识别该条表项对应的flow）、优先级（定义流表项的优先顺序）、计数器（用于保存与条目相关统计信息），指令（匹配表项后需要对数据分组执行的动作）、Timeouts、Cookie、Flags，如下图所示。

首先交换机解析进入设备的数据分组，然后从table 0开始匹配，按照优先级高低依次匹配该流表中的流表项，一个数据分组在一个流表中只会匹配上一条流表项。通常根据数据分组的类型，分组头的字段例如源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址等进行匹配。也可以通过数据分组的入端口或元数据信息来进行数据分组的匹配，一个流表项中可以同时存在多个匹配项，一个数据分组需要同时匹配流表项中所有匹配项才能匹配该流表项。数据分组匹配按照现有的数据分组字段进行，比如前一个流表通过apply actions改变了该数据分组的某个字段，则下一个表项按修改后的字段进行匹配。如果匹配成功，则按照指令集里的动作更新动作集，或更新数据分组/匹配集字段，或更新元数据和计数器。根据指令是否继续前往下一个流表，不继续则终止匹配流程执行动作集，如果指令要求继续前往下一个流表则继续匹配，下一个流表的ID需要比当前流表ID大。当数据分组匹配失败了，如果存在无匹配流表项（table miss）就按照该表项执行指令。一般是将数据分组转发给控制器、丢弃或转发给其他流表。如果没有table miss表项则默认丢弃该数据分组。