SDN-Openflow
论文_浅谈SDN网络中的OpenFlow技术
浅谈SDN网络中的OpenFlow技术摘要：本文对OpenFlow的技术体系结构进行了分析研究，并且根据集团数据中心云计算环境的特点提出了OpenFlow流表设计模型，分析了如何基于流表进行数据包转发。
设计了适用于集团数据中心云计算网络的流表匹配方案，利用用户空间和内核空间进行流表快速匹配，以达到提高转发效率的目的。
最后，按照标准的OpenFlow测试用例进行匹配项匹配测试，验证了方案的可行性。
关键词：OpenFlow SDN 云计算网络1．引言集团数据中心网络以硬件网络设备为基础，每一个机房模块为一个三层网络域，造成不同机房模块之间的虚拟机迁移受到阻碍。
用户在申请计算资源的过程中，包括业务上线、下线、创建和回收计算资源都是动态完成的，而相关的网络配置信息，如网段的网关、接口所允许的VLAN信息等都需要人工配置，这为网络管理和运维带来了新的挑战。
基于OpenFlow技术所设计的SDN网络，是将传统网络中的控制层面与转发层面相分离，将基础物理网络作为Underlay网络，虚拟网络作为Overlay网络，在不改变物理连接的情况下，可以让申请计算资源的过程中同步完成相关网络配置，减少人工干预和网络运维压力。
2．SDN与OpenFlow概述2.1 SDN架构软件定义网络（Software Defined Networking, SDN）的核心思想是将数据转发层面与控制层面解耦，并以编程的方式定义网络架构，SDN架构（如图1）分为转发层、控制层和业务层。
图1 SDN架构图控制器开放北向接口与业务应用进行交互，南向则使用OpenFlow协议与交换机通信与管理，SDN网络具有很好的感知与管控能力，它并不是具体的网络协议，确切的说是一种新的体系框架，它推动网络向更新更好的方向发展[1]。
2.2 OpenFlow技术模型OpenFlow技术的体系架构中包括三个重要的组成部分，分别是OpenFlow的控制器、交换机和协议（如图2）。
浅谈SDN—软件定义网络与OpenFlow技术
浅谈SDN—软件定义网络与OpenFlow技术SDN（Software Defined Networking）是一种网络架构，其中网络控制平面和数据平面被分离，网络控制变得可编程化，数据平面提供灵活的网络服务。
SDN的出现解决了传统网络在复杂性、创新性和管理方面的局限性，为网络设备提供了更大的灵活性和可编程性。
SDN可以被视为一种分离网络域的方法，它将传统网络中紧密耦合的网络控制功能与数据转发分离开来，并将控制平面中的网络政策转移到集中的控制器中。
本文主要介绍SDN的概念、技术特点及其组成部分OpenFlow的作用。
一、SDN的概念和附加值SDN的概念源于硬件变得更加可编程化和网络变得更加复杂的需要。
软件定义网络（SDN）通过将网络控制和数据转发分离来实现。
SDN提供了许多附加值，包括但不限于：1.更好的网络控制SDN允许网络管理员在控制平面中实现更好的网络控制和定制，这可以让管理员更好地管理其网络。
SDN的控制器可以编写新的控制类别或插件，以添加新的网络控制操作并自动化，简化网络管理。
2.更好的网络管理SDN降低了网络管理成本，通过集中的控制器来全面监控网络和流量，简化了管理。
不仅消除了对每个硬件设备的母鸡控制器的需求，而且还提供了更好的网络可视化和更好的流量控制。
3.更好的性能SDN通过编程协议转发数据平面，可以通过实现更好的负载均衡和流量工程，同时获得更好的网络性能。
控制器可以在多个控制平面上实现负载均衡和流量工程，从而更快地响应发生的网络事件。
4.更好的安全SDN提供了更好的网络安全，因为控制器可以在网络上保护网络的指定岗位。
例如，控制器可以自动防止攻击或不常见的流量模式，防止入侵并建立更强大的网络安全。
二、SDN的技术特点1.中央控制器SDN中的中央控制器是网络的枢纽。
它确保与所有的SDN设备通信并处理网络事件。
控制器可以根据不同的策略和流量工程来修改网络，可以实现更复杂的网络控制。
2.网络流SDN中的网络流是需要交换的数据包，这些数据包可能会按照不同的路径在网络中流动。
openflow协议书
openflow协议书OpenFlow协议是一种为软件定义网络（SDN）架构设计的开放通信协议。
通过OpenFlow协议，网络管理员可以通过集中控制器对网络设备进行管理和控制，实现网络的灵活性、可编程性和可自动化的特性。
下面将对OpenFlow协议的设计原理、工作流程和应用场景进行详细介绍。
OpenFlow协议的设计原理是将网络设备的控制平面（Control Plane）与数据平面（Data Plane）分离。
在传统网络中，控制平面和数据平面是紧密耦合的，网络设备负责处理数据包的转发和处理，以及控制平面的任务。
而在OpenFlow网络中，网络设备只负责数据转发和处理，所有的控制任务由集中控制器来完成。
这种分离的设计使得网络设备更加简单和高效，并且实现了网络控制的灵活性和可编程性。
OpenFlow协议的工作流程主要包括三个部分：控制器发出控制消息、网络设备进行数据转发和处理、网络设备将数据包转发到指定的端口。
当控制器发出控制消息时，它会根据网络的需求来编写和配置数据转发规则（Flow Rules），并将这些规则发送到网络设备的Flow Table中。
网络设备依照Flow Table中的规则对数据包进行操作，例如转发、丢弃或修改。
最后，网络设备将数据包发送到指定的端口，完成数据传输。
OpenFlow协议的应用场景非常广泛。
首先，它可以用于数据中心网络的管理和控制。
在传统的数据中心网络中，需要手动配置网络设备，而OpenFlow可以实现自动化配置和管理，提高网络的可靠性和可扩展性。
其次，OpenFlow可用于网络安全。
通过集中控制器可以对数据包进行深度检测和策略管理，提供更加灵活和可靠的安全措施。
此外，OpenFlow还可以应用于无线网络、广域网和云计算等领域。
尽管OpenFlow协议在网络技术中有诸多优点，但也存在一些挑战和限制。
首先，协议的安全性是一个关键问题。
由于控制器和网络设备之间的通信是基于网络的，因此需要采取必要的安全措施来防止恶意攻击和非法访问。
SDN实验三：OpenFlow协议分析实践
SDN实验三：OpenFlow协议分析实践实验三：OpenFlow协议分析实践⼀、实验⽬的能够运⽤ wireshark 对 OpenFlow 协议数据交互过程进⾏抓包；能够借助包解析⼯具，分析与解释 OpenFlow协议的数据包交互过程与机制。
⼆、实验环境下载虚拟机软件Oracle VisualBox；在虚拟机中安装Ubuntu 20.04 Desktop amd64，并完整安装Mininet；三、实验要求（⼀）、基本要求搭建下图所⽰拓扑，完成相关 IP 配置，并实现主机与主机之间的 IP 通信。
⽤抓包软件获取控制器与交换机之间的通信数据包。
主机IP地址h1192.168.0.101/24h2192.168.0.102/24h3192.168.0.103/24h4192.168.0.104/241. 搭建拓扑配置IP地址2. 运⾏wireshark，选择any模式进⾏抓包，开启另⼀个终端，命令⾏运⾏031902241.py⽂件，运⾏pingall3. 查看抓包结果，分析OpenFlow协议中交换机与控制器的消息交互过程（截图以其中⼀个交换机为例）OFPT_HELLO 源端⼝6633 -> ⽬的端⼝51212，从控制器到交换机OFPT_HELLO 源端⼝51212-> ⽬的端⼝6633，从交换机到控制器，此处协议为openflow1.5控制器与交换机建⽴连接，并使⽤OpenFlow 1.0OFPT_FEATURES_REQUEST 源端⼝6633 -> ⽬的端⼝51212，从控制器到交换机控制器请求交换器的特征信息OFPT_SET_CONFIG 源端⼝6633 -> ⽬的端⼝51212，从控制器到交换机控制器要求交换机按照所给出的信息进⾏配置OFPT_PORT_STATUS 源端⼝51212-> ⽬的端⼝6633，从交换机到控制器当交换机端⼝发⽣变化时，交换机告知控制器相应的端⼝状态OFPT_FEATURES_REPLY 源端⼝51212-> ⽬的端⼝6633，从交换机到控制器交换机告知控制器它的特征信息OFPT_PACKET_IN 源端⼝51212-> ⽬的端⼝6633，从交换机到控制器交换机告知控制器有数据包进来，请求控制器指⽰OFPT_PACKET_OUT 源端⼝6633 -> ⽬的端⼝51212，从控制器到交换机控制器要求交换机按照所给出的action进⾏处理OFPT_FLOW_MOD 源端⼝6633 -> ⽬的端⼝51212，从控制器到交换机控制器对交换机进⾏流表的添加、删除、变更等操作4. 交互图5. 交换机与控制器建⽴通信时是使⽤TCP协议还是UDP协议？如图所⽰为TCP协议（⼆）、进阶要求将抓包结果对照OpenFlow源码，了解OpenFlow主要消息类型对应的数据结构定义。
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议一、引言软件定义网络（Software-Defined Networking，SDN）是一种新兴的网络架构，通过将网络控制平面（control plane）与数据转发平面（data plane）分离，实现网络的灵活性和可编程性。
南向协议（Southbound Protocol）是SDN架构中控制器与网络设备之间的通信协议，用于实现控制器对网络设备的管理和控制。
本协议旨在详细描述SDN中最常用的南向协议之一——OpenFlow协议。
二、OpenFlow协议概述OpenFlow协议是SDN架构中最具代表性的南向协议之一，由Open Networking Foundation（ONF）开发和维护。
该协议定义了控制器与交换机之间的通信方式，使得控制器可以直接控制和管理交换机的数据转发行为。
三、OpenFlow协议架构1. 控制平面（Control Plane）：控制器负责管理和控制网络设备，向交换机发送控制指令，并接收交换机的状态信息。
2. 数据平面（Data Plane）：交换机负责实际的数据包转发和处理，根据控制器的指令进行相应的操作。
3. OpenFlow通道（OpenFlow Channel）：控制器与交换机之间的双向通信通道，用于传输控制消息和状态信息。
四、OpenFlow协议消息格式OpenFlow协议定义了多种消息类型，用于控制器与交换机之间的通信。
每个消息由消息头和消息体组成。
1. 消息头（Message Header）：包含消息类型、消息长度等信息，用于标识和解析消息。
2. 消息体（Message Body）：根据消息类型的不同，包含不同的字段和参数，用于传递具体的控制指令或状态信息。
五、OpenFlow协议交互过程1. 握手阶段（Handshake）：控制器与交换机建立连接，进行协议版本的协商和能力的交换。
2. 特征请求阶段（Features Request）：控制器向交换机发送特征请求消息，获取交换机的基本信息和能力。
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议 (2)
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议一、引言1.1 背景随着云计算、大数据、物联网等技术的快速发展，传统网络架构面临着许多挑战，例如网络管理复杂、可扩展性差、灵便性不足等。
为了解决这些问题，软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）应运而生。
SDN通过将网络控制平面与数据转发平面分离，实现了网络的集中控制和灵便管理。
1.2 目的本协议的目的是定义SDN中南向协议的标准格式，特殊是OpenFlow协议的相关规范和要求，以便确保各厂商和组织在实施SDN时能够达到互操作性和兼容性。
二、OpenFlow协议概述2.1 定义OpenFlow是一种开放的、基于标准化的南向协议，用于在SDN架构中实现控制器与数据平面之间的通信。
OpenFlow协议定义了控制器和交换机之间的消息格式和交互方式，允许控制器对数据平面进行直接编程和控制。
2.2 功能OpenFlow协议提供了以下主要功能：- 控制器与交换机之间的通信：控制器可以通过OpenFlow协议与交换机进行通信，发送命令和配置信息。
- 流表管理：控制器可以通过OpenFlow协议向交换机下发流表项，实现流量的转发和处理。
- 路由控制：控制器可以通过OpenFlow协议向交换机下发路由信息，实现网络的路由控制和优化。
- QoS管理：控制器可以通过OpenFlow协议向交换机下发QoS策略，实现对流量的优先级和带宽的管理。
三、OpenFlow协议消息格式3.1 消息类型OpenFlow协议定义了多种消息类型，用于控制器和交换机之间的通信。
常见的消息类型包括Hello消息、Echo消息、错误消息、配置消息等。
3.2 消息结构每一个OpenFlow消息由消息头和消息体组成。
消息头包含了消息类型、消息长度等信息，消息体则包含了具体的命令和配置信息。
3.3 消息交互OpenFlow协议采用了请求-响应的消息交互机制。
控制器发送请求消息给交换机，交换机接收并处理请求消息后，发送响应消息给控制器。
open_flow简介
Datapath
一个简单的OF网络实例（三）
Step 2:启用 nox 程序，监听 2525 端口，并运行 python 的 l2 交换组件。
运行NOX程序， controller和 switch连接
一个简单的OF网络实例（四）
Step3：运行交换机上的安全通道，来连接 datapath 和 nox。
包处理流程
从网络中 获取一个 包 可先依照自动 生成树协议处 理（非必须） 和流表的 包头域对 比
NO 转发给 controller处理
是否有匹 配项 YES
相应计数器加 1
按照匹配流表 项中的action 执行
Open Flow协议的消息类型
OF协议支持三种消息类型：controller-to-switch，asynchronous（异步） 和symmetric（对称），每一类消息又有多个子消息类型。 •controller-to-switch 消息由控制器发起，用来管理或获取switch 状态； •asynchronous 消息由switch 发起，用来将网络事件或交换机状态变化 更新到控制器； •symmetric 消息可由交换机或控制器发起。
symmetric 消息
symmetric 消息也不必通过请求建立，包括 Hello、Echo、Vendor 等。 Hello 交换机和控制器用来建立连接。 Echo 交换机和控制器均可以向对方发出 Echo 消息，接收者则需要回复 Echo reply。 该消息 用来测量延迟、是否连接保持等。 Vendor 交换机提供额外的附加信息功能。为未来版本预留。
asynchronous 消息
asynchronous 不需要控制器请求发起，主要用于交换机向控制器通知状态变化等事 件 信息。主要消息包括 Packet-in、Flow-removed、Port-status、Error 等。 Packet-in 交换机收到一个网包，在流表中没有匹配项，则发送 Packet-in 消息给控制器。如果 交换机缓存足够多，网包被临时放在缓存中，网包的部分内容（默认 128 字节）和 在交换机缓存中的的序号也一同发给控制器；如果交换机缓存不足以存储网包，则 将整个网包作为消息的附带内容发给控制器。 Flow-removed 交换机中的流表项因为超时或修改等原因被删除掉，会触发 Flow-removed 消息。 Port-status 交换机端口状态发生变化时（例如 down 掉），触发 Port-status 消息。 Error 交换机通过 Error 消息来通知控制器发生的问题。
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议一、前言SDN（Software-Defined Networking）软件定义网络是一种新兴的网络架构，它将网络控制平面与数据转发平面分离，通过集中式的控制器来实现网络的灵活性和可编程性。
南向协议是SDN架构中控制器与网络设备之间的通信协议，用于控制器向网络设备下发指令，实现网络的配置和管理。
OpenFlow协议是SDN中最常用的南向协议之一，本协议旨在详细描述OpenFlow协议的标准格式和功能。
二、协议版本本协议基于OpenFlow协议的最新版本进行描述，当前版本为OpenFlow 1.5。
三、协议结构OpenFlow协议由多个消息类型组成，每个消息类型都有特定的结构和功能。
以下是OpenFlow协议的主要消息类型：1. Hello消息：用于建立控制器与网络设备之间的连接，并交换协议版本信息。
2. Echo消息：用于测试控制器与网络设备之间的连接状态。
3. Features请求/回复消息：控制器向网络设备请求设备的基本信息，包括支持的OpenFlow协议版本、端口信息等。
4. Configuration请求/回复消息：用于设置或查询网络设备的配置信息，例如流表容量、超时时间等。
5. Packet-In消息：网络设备将无法处理的数据包发送给控制器，请求控制器进行处理。
6. Flow-Removed消息：网络设备上的流表项被删除时发送给控制器，以通知流表项的删除原因。
7. Port-Status消息：网络设备上的端口状态发生变化时发送给控制器，例如端口连接或断开。
8. Barrier请求/回复消息：用于控制器与网络设备之间的同步，确保前一条消息的处理已完成。
9. Flow-Mod消息：控制器向网络设备下发流表项，用于配置数据包的转发行为。
10. Group-Mod消息：控制器向网络设备下发组表项，用于实现组播、多路径等高级功能。
11. Table-Mod消息：控制器向网络设备下发表项，用于配置流表的匹配规则和优先级。
openflow协议
openflow协议OpenFlow协议是一种用于软件定义网络（SDN）的通信协议，它允许网络管理员动态地控制网络流量，并为网络带来更大的灵活性和可管理性。
本文将介绍OpenFlow协议的基本原理、作用和应用。
OpenFlow协议的基本原理是将网络数据转发和控制分离开来。
在传统网络中，路由器和交换机负责数据的转发和控制，而在SDN中，控制逻辑被抽象出来，集中在一个控制器中。
OpenFlow协议定义了控制器和交换机之间的通信方式，控制器可以通过OpenFlow协议向交换机下发流表规则，从而控制数据包的转发路径。
OpenFlow协议的作用主要体现在以下几个方面：首先，OpenFlow协议使得网络管理变得更加灵活和可编程。
传统网络设备的功能是固定的，而在SDN中，控制器可以根据网络管理员的需求动态地调整网络的行为，实现对网络流量的精细化控制。
其次，OpenFlow协议为网络创新提供了更多可能性。
由于控制逻辑被抽象出来，网络管理员可以通过编程的方式实现对网络的定制化控制，从而满足不同场景下的需求。
再次，OpenFlow协议可以提高网络的可管理性和安全性。
通过集中式的控制，网络管理员可以更加方便地监控和管理整个网络，对网络中的安全漏洞进行及时修复。
最后，OpenFlow协议为网络的自动化运维提供了基础。
通过编程的方式，网络管理员可以实现对网络的自动化配置和优化，降低了网络运维的成本和复杂度。
在实际应用中，OpenFlow协议已经被广泛应用于数据中心网络、校园网和企业网络等场景。
在数据中心网络中，OpenFlow协议可以实现对数据流的动态负载均衡和流量调度，提高了网络的性能和可靠性。
在校园网和企业网络中，OpenFlow协议可以实现对网络流量的细粒度控制，保障了网络的安全性和稳定性。
总之，OpenFlow协议作为SDN的重要组成部分，为网络的管理和控制带来了革命性的变化。
它不仅提高了网络的灵活性和可编程性，还为网络创新和自动化运维提供了基础。
SDN交换机
SDN交换机SDN交换机其实就是SDN控制器。
你首先要知道什么是SDN（软件定义网络），要了解SDN你又必须得知道OpenFlow。
OpenFlow是使用类似API进程配置网络交换机的协议。
而SDN这个术语描述的是在网络基础设施中提供可编程界面，以便自动提供网络服务。
一个SDN网络中包含三个架构层级：物理网络，SDN应用以及SDN控制器。
让我们分别了解一下。
物理网络物理网络处于最低层，包含组成整个IT基础架构的网络中的所有物理设备。
我们使用“交换机”这个术语是因为OpenFlow改变了以太网交换机的运作方式。
在这篇文章中，你还可以考虑物理基础设施的虚拟交换机部分。
SDN应用SDN设计的最可视部分就是提供服务的应用，如交换机/网络虚拟化，防火墙和数据流均衡器。
(注意基于OpenFlow的负载均衡器被称为流均衡器。
他们不是传统意义上的负载均衡器，因为它们不能读取数据包内容。
)这些应用类似于或者等同于现在软件运行于专用硬件时所使用的应用。
大多数网络技术的创新都来自SDN应用。
SDN控制器SDN控制器就像是一个整个架构的中间件。
控制器必须整合网络中所有物理和虚拟设备。
控制器会从与设备一起工作的SDN软件中提取物理网络设备。
控制器与网络设备之间高度融合。
在OpenFlow环境中，控制器会使用OpenFlow协议和NETCONF协议与交换机联系。
(OpenFlow是将流数据发送到交换机的API，而NETCONF是网络配置API。
)SDN：基础架构在当前SDN方法中，供应商只是把应用和控制器作为单独产品提供。
例如，Nicira/VMware将其应用和控制器打包到了一个单独的专属应用堆栈中。
思科则通过把控制器嵌入IOS软件的方式把控制器打包到了OnePK产品中。
笔者也希望思科可以在近期推出一款有分量的控制器。
Big Switch Networks最近发布了SDN控制器的商用版，该产品提供的两个应用(Big Virtual Switch和Big Tap)运行于控制器之上。
SDN和Openflow详解mininet与opendaylight环境搭建与测试
基于OpenFlow的SDN技术1. SDN与OpenFlow技术简介SDN指的是软件定义网络。
你可以这样去理解SDN：如果将网络中所有的网络设备视为被管理的资源，那么参考操作系统的原理，可以抽象出一个网络操作系统（Network OS）的概念—这个网络操作系统一方面抽象了底层网络设备的具体细节，同时还为上层应用提供了统一的管理视图和编程接口。
这样，基于网络操作系统这个平台，用户可以开发各种应用程序，通过软件来定义逻辑上的网络拓扑，以满足对网络资源的不同需求，而无需关心底层网络的物理拓扑结构。
云计算的发展，是以虚拟化技术为基础的。
云计算服务商以按需分配为原则，为客户提供具有高可用性、高扩展性的计算、存储和网络等IT资源。
虚拟化技术将各种物理资源抽象为逻辑上的资源，隐藏了各种物理上的限制，为在更细粒度上对其进行管理和应用提供了可能性。
近些年，计算的虚拟化技术（主要指x86平台的虚拟化）取得了长足的发展；相比较而言，尽管存储和网络的虚拟化也得到了诸多发展，但是还有很多问题亟需解决，在云计算环境中尤其如此。
OpenFlow和SDN尽管不是专门为网络虚拟化而生，但是它们带来的标准化和灵活性却给网络虚拟化的发展带来无限可能。
SDN的最重要特征：将传统网络设备的数据转发（data plane）和路由控制（control plane）两个功能模块相分离，通过集中式的控制器（Controller）以标准化的接口对各种网络设备进行管理和配置，那么这将为网络资源的设计、管理和使用提供更多的可能性，从而更容易推动网络的革新与发展。
OpenFlow是实现SDN最常用的的一种协议，OpenFlow的原理和基本架构如下图。
其实，这张图还很好地表明了OpenFlow Switch规范所定义的范围—从图上可以看出，OpenFlow Switch规范主要定义了Switch的功能模块以及其与Controller之间的通信信道等方面。
全球 SDN 测试认证中心OpenFlow 一致性认证指南
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Global SDN Certified Testing Center
全球 SDN 测试认证中心
2.3 OpenFlow 一致性测试认证流程
OpenFlow 一致性测试认证流程如图 2.3.1 所示：
认证前准备
认证流程
结果输出及查询
开始
开始
OpenFlow一致性测试报告 OpenFlow一致性认证证书 OpenFlow一致性Logo标识
3.2 全球 SDN 测试认证中心简介
全球 SDN 测试认证中心（）是第三方中立的 SDN/NFV 测试认证机构，致力于 SDN/NFV 技 术研发、测试认证和部署推广。全球 SDN 测试认证中心与 ONF 等 SDN/NFV 国际标准组织合作，承担其测试 规范制订、认证体系建设以及测试工具研发等工作，同时面向全球提供权威中立的测试与认证服务，推动技术与 产品的完善，保障 SDN/NFV 商业部署。 作为第三方中立的测试机构，全球 SDN 测试认证中心提供以下技术服务：
ONF Open Flow 一致性认证 SDN Control/Switch/APP 性能、可扩展性、安全测试 SDN/NFV 解决方案和第三方测试报告 SDN/NFV 大型国际测试活动 SDN/NFV 测试方案和技术咨询
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GlobaLeabharlann SDN Certified Testing Center
OpenFlow 标准定义了控制层面与转发层面之间的交互协议，及一组转发操作。OpenFlow 协议运行在安全传 输层协议（TLS）或无保护 TCP 连接之上。应用基于 OpenFlow 的 SDN 技术，在应对网络高带宽、业务需求不 断变化的同时，更将显著降低运营和管理的复杂性。 开放网络基金会（ONF）致力于加速发展 SDN（软件定义网络）技术。2013 年，ONF 发布 OpenFlow 协议一 致性认证。 ONF OpenFlow 一致性认证是目前 SDN 领域检测设备是否符合 OpenFlow 协议标准的顶级认证，全球 SDN 测试认证中心作为 ONF 授权的国际第三方认证机构将严格遵循 OpenFlow 协议标准，面向全球网络设备商提 供权威的 OpenFlow 一致性认证。
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议OpenFlow协议是一种用于SDN（软件定义网络）中的南向协议，它定义了控制器与交换机之间的通信协议。
本协议旨在实现网络控制平面与数据平面的分离，允许网络管理员通过集中式控制器来管理和控制网络交换机。
一、引言1.1 目的本协议的目的是定义OpenFlow协议的标准格式，以确保不同厂商的控制器和交换机能够互相兼容，实现网络的可编程性和灵活性。
1.2 背景传统的网络架构中，网络交换机负责数据转发和流量控制，而网络管理功能则由各个交换机独立实现。
这种分布式的管理方式导致网络管理复杂、难以扩展和定制化。
SDN的出现改变了这种情况，通过将网络控制平面与数据平面分离，实现了网络的集中管理和控制。
1.3 术语和缩写在本协议中，以下术语和缩写具有特定的含义：- SDN：软件定义网络（Software-Defined Networking）- 南向协议：控制器与交换机之间的通信协议- 控制平面：网络的逻辑控制中心，负责决策和管理网络- 数据平面：网络的数据传输部分，负责实际的数据包转发二、协议规范2.1 协议版本本协议的版本为OpenFlow X.X（根据实际情况填写具体版本号）。
2.2 协议消息格式OpenFlow协议的消息格式采用二进制格式，包括消息头和消息体两部分。
2.2.1 消息头格式消息头由以下字段组成：- 版本号：标识OpenFlow协议的版本号- 消息类型：标识消息的类型，如控制器发起的请求、交换机返回的回复等- 长度：消息体的长度，以字节为单位- 事务标识符：用于标识一组相关的消息，用于匹配请求和回复消息2.2.2 消息体格式消息体的具体格式根据消息类型的不同而有所不同，包括以下几种类型：- 控制器发起的请求消息：包括控制器向交换机发送的配置请求、查询请求等- 交换机返回的回复消息：包括交换机对控制器请求的回复，如配置回复、查询回复等- 异步通知消息：包括交换机主动向控制器发送的事件通知，如链路状态变化、端口状态变化等2.3 协议操作OpenFlow协议定义了一系列操作，用于控制器与交换机之间的交互。
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议一、引言SDN（Software Defined Networking）软件定义网络是一种新兴的网络架构，通过将网络控制平面和数据平面分离，实现了网络的集中管理和灵活性。
南向协议是SDN中的一种重要协议，用于控制器与交换机之间的通信。
OpenFlow协议是目前应用最广泛的南向协议，定义了控制器与交换机之间的通信接口和消息格式。
二、协议目的本协议旨在规范OpenFlow协议的格式和功能，确保控制器能够与OpenFlow兼容的交换机进行有效的通信，并实现网络的灵活管理和控制。
三、协议范围本协议适用于使用OpenFlow协议的SDN网络中的控制器和交换机之间的通信。
四、术语和定义1. SDN（Software Defined Networking）：软件定义网络，一种通过将网络控制平面和数据平面分离的网络架构。
2. 南向协议：用于控制器与交换机之间的通信的协议。
3. OpenFlow协议：一种SDN中广泛使用的南向协议，定义了控制器与交换机之间的通信接口和消息格式。
五、协议要求1. OpenFlow协议必须支持交换机与控制器之间的双向通信。
2. OpenFlow协议必须支持交换机与控制器之间的消息交互，包括控制器向交换机发送指令和交换机向控制器发送状态信息。
3. OpenFlow协议必须支持交换机的流表管理，包括流表的添加、修改、删除等操作。
4. OpenFlow协议必须支持交换机与控制器之间的事件通知，包括端口状态变化、链路断开等事件的通知。
5. OpenFlow协议必须支持交换机与控制器之间的统计信息交互，包括流量统计、端口统计等。
六、消息格式1. 控制器向交换机发送的消息格式：a) 控制器发起连接请求消息（OFPT_HELLO）：用于建立控制器与交换机之间的连接。
b) 控制器发送特征请求消息（OFPT_FEATURES_REQUEST）：用于获取交换机的特征信息。
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议一、引言SDN（Software-Defined Networking）是一种新兴的网络架构，它通过将网络控制平面与数据平面分离，实现了网络的灵活性和可编程性。
而OpenFlow协议作为SDN架构中的南向协议，负责控制器与交换机之间的通信，实现网络流量的转发和控制。
本协议旨在规范OpenFlow协议的标准格式，以确保各厂商的OpenFlow 实现能够互相兼容和互操作。
二、范围本协议适用于所有实现OpenFlow协议的网络设备厂商和SDN控制器开发者。
三、术语定义1. OpenFlow控制器（Controller）：SDN架构中的中央控制节点，负责网络的管理和控制。
2. OpenFlow交换机（Switch）：SDN架构中的数据转发节点，通过与控制器通信，根据控制器的指令进行流量转发和控制。
3. OpenFlow通道（Channel）：控制器与交换机之间的双向通信通道，用于传输OpenFlow消息。
4. OpenFlow消息（Message）：在OpenFlow通道上传输的控制信息单元，用于交换控制器和交换机之间的命令和状态。
四、协议规范1. OpenFlow版本本协议所定义的OpenFlow协议版本为OpenFlow 1.5。
2. OpenFlow消息格式OpenFlow消息由消息头和消息体组成，其中消息头包含消息类型、消息长度等字段，消息体包含具体的命令和参数。
（1）消息头格式：- 版本号（Version）：用于指示OpenFlow协议的版本，占4个字节。
- 消息类型（Type）：用于标识消息的类型，占2个字节。
- 消息长度（Length）：用于指示消息体的长度，占2个字节。
- 事务标识（Transaction ID）：用于标识消息的事务，占4个字节。
（2）消息类型：- 控制器与交换机之间的消息类型包括控制消息、配置消息、状态消息和错误消息等。
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议一、协议目的本协议旨在定义SDN（软件定义网络）中的南向协议，即控制器与交换机之间的通信协议，具体而言，是针对OpenFlow协议的规范和要求进行详细说明，以确保在SDN网络中实现统一的控制平面和数据平面的分离。
二、协议范围本协议适用于SDN网络中使用OpenFlow协议进行通信的场景，包括但不限于控制器与交换机之间的消息交互、流表的配置和管理、事件通知等。
三、协议定义1. OpenFlow协议版本本协议所定义的OpenFlow协议适用于OpenFlow协议版本1.5及以上。
2. 消息格式2.1 消息头部消息头部包括版本号、消息类型、消息长度等字段，用于标识和解析消息。
2.2 消息体消息体根据消息类型的不同而有所不同，包括控制器向交换机发送的请求消息和交换机向控制器发送的回复消息。
3. 消息类型3.1 控制器向交换机发送的请求消息类型包括：- Hello：用于建立连接和协商OpenFlow协议版本。
- Features Request：用于请求交换机的基本信息和能力。
- Configuration Request：用于配置交换机的参数和行为。
- Flow Modification：用于配置流表条目。
- Packet-Out：用于向交换机发送数据包。
3.2 交换机向控制器发送的回复消息类型包括：- Hello：用于确认连接和协商OpenFlow协议版本。
- Features Reply：用于回复交换机的基本信息和能力。
- Configuration Reply：用于回复交换机的参数和行为配置结果。
- Flow Modification Reply：用于回复流表配置结果。
- Packet-In：用于向控制器发送数据包。
4. 流表配置4.1 流表匹配字段流表匹配字段包括数据包的源地址、目的地址、源端口、目的端口等，用于匹配数据包。
4.2 流表动作字段流表动作字段包括转发数据包、丢弃数据包、修改数据包头部等，用于对匹配的数据包进行处理。
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议一、背景介绍随着网络规模的不断扩大和网络应用的不断增加，传统的网络架构已经无法满足对网络灵活性、可编程性和可管理性的要求。
SDN（Software Defined Networking）软件定义网络作为一种新兴的网络架构，通过将网络控制平面与数据平面分离，提供了更高级别的网络控制和管理能力。
南向协议是SDN架构中用于控制数据平面设备的协议，其中OpenFlow协议是目前应用最广泛的南向协议之一。
二、协议目的本协议旨在规范SDN中OpenFlow协议的标准格式，确保网络设备之间的互操作性，实现网络控制和管理的统一。
三、协议范围本协议适用于支持OpenFlow协议的SDN网络设备，包括交换机、路由器等。
四、术语定义1. SDN（Software Defined Networking）：软件定义网络，一种通过将网络控制平面与数据平面分离的网络架构。
2. 南向协议：用于控制数据平面设备的协议，与北向协议相对应。
3. OpenFlow协议：一种用于控制SDN网络设备的开放标准协议。
五、协议要求1. OpenFlow协议版本：本协议基于OpenFlow协议版本X.X.X进行规范。
2. 消息格式：OpenFlow协议中定义了多种消息类型，包括控制器向交换机发送的消息和交换机向控制器发送的消息。
每种消息类型都有特定的格式和字段定义，详见OpenFlow协议规范。
3. 控制器与交换机连接建立：控制器与交换机之间的连接建立需要遵循OpenFlow协议中的握手过程，包括版本协商、安全认证等步骤。
4. 流表项匹配规则：交换机根据流表项中的匹配规则来决定数据包的处理方式。
匹配规则可以包括源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址、协议类型等字段。
5. 流表项动作规则：交换机根据流表项中的动作规则来决定数据包的转发方式。
动作规则可以包括转发到指定端口、修改数据包头部字段、丢弃数据包等操作。
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议
SDN软件定义网络之南向协议——OpenFlow协议一、协议目的本协议旨在规范SDN软件定义网络中南向协议的通信方式和消息格式，特别是针对OpenFlow协议的具体要求进行详细描述，以确保网络设备之间的互操作性和通信的稳定性。
二、协议范围本协议适用于支持OpenFlow协议的SDN软件定义网络设备之间的通信，包括控制器与交换机之间的通信。
三、术语定义1. SDN软件定义网络（Software Defined Networking）：一种网络架构，将网络控制平面与数据转发平面分离，通过集中式的控制器对网络进行管理和编程。
2. 南向协议（Southbound Protocol）：指SDN控制器与底层网络设备之间的通信协议。
3. OpenFlow协议：一种开放的南向协议，用于控制SDN交换机的转发行为。
四、协议要求1. OpenFlow协议版本a. 支持OpenFlow协议的设备应符合OpenFlow协议的最新版本。
b. 设备应支持向下兼容，以便与旧版本的OpenFlow协议设备进行通信。
2. 消息格式a. OpenFlow协议定义了多种消息类型，设备应按照协议规定的消息格式进行通信。
b. 消息的格式应包括消息头和消息体两部分，其中消息头包含版本号、消息类型、消息长度等字段，消息体包含具体的操作和参数。
c. 设备应支持协议规定的所有消息类型，并正确解析和处理消息体中的参数。
3. 消息交互流程a. 控制器与交换机之间的消息交互应遵循OpenFlow协议定义的流程。
b. 控制器应能够向交换机发送控制命令，如添加、删除、修改流表项等。
c. 交换机应能够向控制器发送事件通知，如端口状态变化、流表溢出等。
d. 消息的交互流程应满足时序要求，确保消息的可靠传输和正确处理。
4. 流表管理a. 交换机应支持流表的添加、删除、修改等操作。
b. 流表中的匹配字段和动作应符合OpenFlow协议的规定。
c. 交换机应根据流表中的匹配规则对数据包进行转发和处理。
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924-413-10BF IxANVL, Conformance Test Suite, OPENFLOW1.3, Floating Binary License IxANVL, Conformance Test Suite, OPENFLOW1.3, Floating Source License 924-413-10F
IxNetwork •OF Controller v1.0 Emulation •OF Benchmarking QT(Beta)
IxNetwork •OF Switch v1.0 Emulation •OF Controller v1.3 Emulation •OF Benchmarking QT •VXLAN Emulation IxANVL •OF Switch v1.3 Conformance Suite
Emulated OF Switches
16
一致性测试
IxANVL
业界验证的一致性测试工具 OF Switch v1.0 测试套件
180+ test cases Includes OFTEST test cases Alignment to ONF 1.0 Test Specification
• • • 使用开放标准集中智能控制, 简化了硬件、软件和管理 降低成本/简化网络组件
最初由开始于Stanford “Clean Slate” 项目 Open Networking Foundation (ONF) 管理和控制新的开 发
ห้องสมุดไป่ตู้
7
ONF
行业协会让OpenFlow网络启用网络行业规范
Routing/Switching vendors Chip vendors : Broadcom, Intel/Fulcrum, Marvell Service Providers： Verizon, Orange/FT, Deutsche Telekom, TSystems, NTT Data, NTT Com, Docomo，China Mobile Large enterprise: : Visa, State Farm, Fidelity Institutions: Stanford，UC Berkeley, Indiana University, Princeton and others
SDN 网络
4
有什么帮助? 集中的配置(策略),减少配置错误,持续监测 减少系统的复杂性和脆弱性,消除专有软件垄断 降低总体拥有成本通过消除厂商垄断 可以快速地进行新功能开发和标准的API快速下发到到网 络
5
OpenFlow
6
什么是OpenFlow? OpenFlow是OpenFlow控制器和交换机之间通信协议，提 供了一个标准的API控制数据包转发协议。
集成数据面验证
20
Switch流表倒换时间测试
当网络上有倒换发生，测量收敛 时间 通过Ixia模拟的controller Flow_Mod触发倒换 提供的CP-DP和DP-DP收敛时间 测试
21
自动化
交互式测试开发环境 DUT多会话配置 Pass/Fail 验证 生成定制的报告
OF Switch v1.3.1测试套件
30+ test cases 2013 RT1(End of June)
图形化操作界面 提供实时的梯形图以及调试日志 增强的报告包括测试用例失败原因 可以运行在任何机器或IXIA HW。
17
基准测试
IxNetwork OpenFlow QuickTest
Composer Tests
Test Composer
云测试Cloud Testing
Ixia IxVM –虚拟L2-L7端口 支持标准协议包括OpenFlow IxVM ports与OpenStack平台集 成一起，去发起和提供网络连通 测试
23
Ixia’s SDN测试方案
可以模拟OF controllers, OF switches, hybrid routers, end-to-end services 验证虚拟网络服务 提供物理的和逻辑的测试接 入点
10
基本原理
11
OpenFlow有什么帮助?
12
Testing
13
特征概述
OpenFlow V1.3.1 Controller 模拟
OXM - extensible match set-field actions support
• • • • • IPv6 address and handling of IPv6 Extension Header Multi level VLAN tagging MPLS label Tunnel ID Metadata PBB tagging
SDN/OpenFlow
This material is for informational purposes only and subject to change without notice. It describes Ixia’s present plans to develop and make available to its customers certain products, features and functionality. Ixia is only obligated to provide those deliverables specifically included in a written agreement between Ixia and the customer. ©2011 Ixia. All rights reserved.
Capabilities and Stats support through Multipart request/reply Version negotiation using version bitmap Multiple table support Experimenter support
930-2077 OpenFlow Emulation
930-2412 OpenFlow QuickTest
IxNetwork 7.10 EA
• 930-2077 license includes support for both Controller as well as Switch Emulation
Hybrid Device Testing混合设备 的测试
• 所有协议
15
Controller性能和扩展性 IxNetwork OpenFlow switch v1.0 模拟
模拟上千个OF switches 测试OF Controller的性能和扩展性 在目前的7.10版本支持
OF Controller
9
谁在参与?
Start-ups (VCs showing strong interest)
• • • Nicera (Controller) – recently acquired by Vmware for almost $1.3B Big Switch Networks (Controller)，Embrane，Infoblox (recent IPO) Cisco, Juniper, ALU, Brocade, Arista, Ciena, Ericsson, Extreme, Huawei, Dell/Force10, Ericsson, Hitachi, ZTE and Fujitsu
8
ONF 多厂家互操作测试 ONF 第一次互操作测试 2012三月5 – 9 @ Ixia iSimCity ONF 第二次互操作测试 2012十月8-12 @ InCentre
https:///working-groups/testing-a-interop White Paper, Technical Paper, Video
26
OpenFlow 一致性测试
OpenFlow V1.3.1 Switch conformance test suite • Over 30 test cases in IxAnvl 8.50EA release
Part Number 924-413-10 924-413-10B Description IxANVL, Conformance Test Suite, OPENFLOW1.3, Source License IxANVL, Conformance Test Suite, OPENFLOW1.3, Binary License
• • • • • • Establish OF Channel
Echo, Feature Request/Reply, Hello
Match/Action Statistics 验证是否匹配，及采取不同的行 动（加标签/减标签/写字段） 测量switch转发性能 测量收敛性能
Data Plane数据层
• • • • • • • • • 80+ member companies OpenFlow v1.3.1已经发布 Testing and Interoperability (Mike Haugh @ Ixia)
Focused on Conformance, Interop and Benchmarking
25
产品信息
Part number Description Compatible Hardware 1GE: XMV, XMVDC, XMS 10GE: NGY, Xcellon-Flex, Xdensity 40/100GE: Xcellon-Lava, K2, XcellonCombo 1GE: XMV, XMVDC, XMS 10GE: NGY, Xcellon-Flex, Xdensity 40/100GE: Xcellon-Lava, K2, XcellonCombo Compatible Software IxNetwork 7.00 EA