1 OpenFlow
1.1?? 功效先容
1.1.1? OpenFlow概述
OpenFlow是SDN(Software Defined Network，，，，，软件界说网络)架构中界说的一个控制器与转发层之间的网络传输协议。 。。。。。。OpenFlow允许控制器直接会见和操作网络装备的转发面，，，，，这些装备可能是物理上的，，，，，也可能是虚拟的。 。。。。。。
OpenFlow通过标准的通讯协议将装备的控制面和转发面相疏散，，，，，让网络装备专注于转刊行为，，，，，而整网的控制行为集中在一台控制器上。 。。。。。。装备与控制器建设OpenFlow毗连，，，，，由控制器天生转发规则并通过OpenFlow毗连以流表的形式下发给网络装备，，，，，从而实现网络控制面的集中治理，，，，，降低维护治理本钱。 。。。。。。
1.1.2? 事情原理
1. 基本看法
l 流表
流表是装备举行转发战略控制的焦点数据结构，，，，，装备凭证流表来决议对进入装备的网络流量接纳对应的行为。 。。。。。。
一台装备可以包括一个或者多个流表，，，，，目今装备只支持一个流表。 。。。。。。一个流表由多个流表项组成。 。。。。。。
在OpenFlow协议中，，，，，流表项由三个部分组成：header、counter、action。 。。。。。。
header：界说了流表项的索引，，，，，通常由报文的各个字段组成，，，，，好比源MAC地点、目的MAC地点、以太网协议类型域、源IP、目的IP、IP协议类型域、源端口、目的端口等各个字段，，，，，用于匹配报文,报文掷中流表项的Header字段,则批注报文匹配到该流表项。 。。。。。。
counter：统计计数.用于统计有几多个报文和字节匹配到该流表项。 。。。。。。
action：报文匹配后的行动，，，，，用于界说对匹配到流表项的报文的转刊行为，，，，，如扬弃、广播、转发等。 。。。。。。
l 新闻
OpenFlow协议支持三种新闻类型：controller-to-switch，，，，，asynchronous和symmetric，，，，，每一类新闻又有多个子新闻类型。 。。。。。。各新闻的简朴形貌如下：
controller-to-switch：由控制器提倡，，，，，用来治理以及获取网络装备状态。 。。。。。。新闻子类型说明见表1-1。 。。。。。。
asynchronous：由网络装备提倡，，，，，用来将网络事务或网络装备状态转变（最常见的是网络接口的link up/down转变）更新到控制器。 。。。。。。子新闻类型说明见表1-2。 。。。。。。
symmetric：可由装备或控制器任一端提倡，，，，，主要用于协议初始的握手以及毗连状态探测。 。。。。。。子新闻类型说明见表1-3。 。。。。。。
表1-1
controller-to-switch新闻子类型说明表
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子类型 |
形貌 |
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Features |
用于控制器发送Features请求来相识装备的能力，，，，，装备应答 |
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Configuration |
用于控制器盘问装备的设置，，，，，装备在收到盘问时应答 |
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Modify-State |
用于治理装备的状态,如流表项和端口状态，，，，，该新闻主要用于增添、删除、修改装备内的流表表项、组表表项和装备端口属性 |
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Multipart |
用于控制器请求装备各方面信息，，，，，如目今设置、统计信息 |
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Packet-Out |
用于控制器向装备发送报文 |
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Barrier |
用于确认Barrier新闻之前的行动是否乐成。 。。。。。� ？？？？？？？？刂破鞣⑺�Barrier请求新闻,当装备确认之前的行动都已乐成时回应答Brarrier应答新闻 |
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Role-Request |
用于装备请求控制器的角色 |
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Asynchronous-Configuration |
控制器使用该新闻设置异步新闻过滤器,用于吸收只希望吸收到的异步新闻报文,或向装备盘问该过滤器 |
表1-2
asynchronous新闻子类型说明表
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子类型 |
形貌 |
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Packet-in |
用于装备发送报文到控制器 |
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Flow-Removed |
通告控制器将某个流表项从流表中移除 |
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Port-Status |
通告控制器装备端口状态或设置爆发改变 |
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Error |
通告控制器装备出的问题或过失 |
表1-3
symmetric新闻子类型说明表
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子类型 |
形貌 |
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Hello |
建设OpenFlow毗连时装备和控制器发送Hello交互 |
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Echo |
保�；；； ；；；钚挛�,控制器和装备都会发送Echo request/reply新闻 |
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Experimenter |
为未来新加入的特征预留的新闻 |
2. 控制器角色
表1-4 控制器角色说明表
角色
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权限
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Master
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该角色的控制器拥有控制装备的所有权限，，，，，可以下发流表\盘问统计信息,吸收装备上报的状态信息。 。。。。。。在控制器集群安排时,只能有一台控制器是Master
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Equal
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该角色控制器同样拥有所有权限,相比于Master角色，，，，，集群时可有多个控制器处于Equal
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Slave
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该角色控制器有部分权限,部分权限被限制，，，，，如不可下发流表项、group表项、Meter表项。 。。。。。。不允许修订装备设置、不允许举行Packet
Out操作
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3. 控制转发疏散
OpenFlow实现了网络控制面的集中治理，，，，，使得整个网络能够容易（相关于现有网络状态而言）地实现集中治理，，，，，进而简化了维护治理本钱。 。。。。。。
控制器向网络装备发送流表信息，，，，，用于控制网络数据包的转发方法以及一些设置参数。 。。。。。。而网络装备会在链路中止或泛起未指定转刊行为的数据包时，，，，，发送新闻通知控制器。 。。。。。。进而形成二者的互动，，，，，最终控制整个网络的传输行为。 。。。。。。
控制器和网络装备之间最先时需要完成相互发明的历程，，，，，其详细的行为如下图1-1所示：
控制器和网络装备相互发送OpenFlow界说的Hello报文举行握手。 。。。。。。握手乐成后，，，，，控制器将请求装备的详细信息例如装备的端口数目、各端口的能力等（如图1-1中的Feature Request/Reply），，，，，随后控制器将下发用户设置到详细的网络装备上(如图1-1中的Set Config)。 。。。。。。当毗连建设后，，，，，控制器界说各个流以及匹配流的处置惩罚方法并通过流表下发到装备。 。。。。。。每个数据包在进入装备后将凭证控制器预先设定的流表规则匹配流表并执行对应的行动（行动包括：转发、扬弃、修改报文内容），，，，，同时对应的计数器将更新；；；； ；；；若是没能找到匹配的表项，，，，，则转发给控制器。 。。。。。。
网络装备会在外地维护控制器下发的流表，，，，，若是要转发的数据包在流表中已有界说，，，，，则直接在网络装备上完成转刊行为；；；； ；；；若在流表中未能查找到，，，，，则数据包就会被发送到控制器举行传输路径简直认（可以明确为举行控制面剖析，，，，，进而天生流表），，，，，再凭证控制器下发的流表举行转发。 。。。。。。
1.1.3? 协议规范
l OpenFlow Switch SpecicationVersion 1.0.0
l OpenFlow Switch SpecicationVersion 1.3.0
1.2?? 设置限制和指导
l 流表限制：不支持多个流表,只支持Table 0流表。 。。。。。。
l 毗连控制器数目限制：最多只支持毗连3台控制器。 。。。。。。
1.3?? 设置使命概览
(1)
设置OpenFlow
(2)
（可选� 。。。。。。�设置OpenFlow多控制器模式
(3)
（可选� 。。。。。。�设置OpenFlow送控制器报文的vlan标签
(4)
（可选� 。。。。。。�设置OpenFlow报文处置惩罚模式
(5)
（可选� 。。。。。。�设置OpenFlow源IP
1.4?? 设置OpenFlow
1.4.1? 功效简介
OpenFlow是一种网络传输协议，，，，，运行在清静传输层协议(TLS)或无保�；；； ；；；�TCP毗连之上，，，，，界说了控制器与网络装备之间的交互行为。 。。。。。。
1.4.2? 设置OpenFlow
1. 功效简介
设置装备为OpenFlow转发模式，，，，，当装备开启OpenFlow功效时，，，，，对报文的转发控制战略由控制器天生并下发。 。。。。。。
2. 设置限制与指导
l 当要切换控制器的地点时，，，，，应先关闭OpenFlow功效，，，，，再开启OpenFlow功效。 。。。。。。
l 开启OpenFlow功效时，，，，，需要将装备自己的LLDP功效关闭，，，，，不然控制器下发的LLDP报文无法发出。 。。。。。。
3. 设置办法
(1) 进入特权模式。 。。。。。。
enable
(2) 进入全局设置模式。 。。。。。。
configure terminal
(3) 开启OpenFlow功效。 。。。。。。
of controller-ip ipv4-address [ port
port-number ] [ aux ] interface interface-type interface-number
缺省情形下，，，，，OpenFlow功效处于关闭状态。 。。。。。。
1.4.3? 设置OpenFlow多控制器模式
1. 功效简介
设置装备多控制器模式，，，，，可以同时毗连多个控制器。 。。。。。。
2. 设置限制与指导
设置装备多控制器模式时，，，，，需要先关闭OpenFlow功效，，，，，再设置为多控制器模式，，，，，再开启OpenFlow功效后才生效。 。。。。。。
3. 设置办法
(1) 进入特权模式。 。。。。。。
enable
(2) 进入全局设置模式。 。。。。。。
configure terminal
(3) 设置OpenFlow装备毗连控制器模式。 。。。。。。
of mode { single | multiple }
缺省情形下，，，，，OpenFlow装备处于多控制器模式。 。。。。。。
(4) （可选� 。。。。。。┥柚�OpenFlow重连控制器的时间距离。 。。。。。。
of connect-interval interval
缺省情形下，，，，，OpenFlow重连控制器的时间距离为6秒。 。。。。。。
(5) （可选� 。。。。。。┥柚�OpenFlow发送echo request的时间距离。 。。。。。。
of echo-interval interval
缺省情形下，，，，，OpenFlow发送echo request的时间距离为5秒。 。。。。。。
1.4.4? 设置OpenFlow送控制器报文的vlan标签
1. 功效简介
设置装备送控制器的报文是否携带vlan标签。 。。。。。。缺省情形下装备送控制器的报文携带vlan标签。 。。。。。。
2. 设置限制与指导
设置完成后连忙生效。 。。。。。。
3. 设置办法
(1) 进入特权模式。 。。。。。。
enable
(2) 进入全局设置模式。 。。。。。。
configure terminal
(3) 设置OpenFlow装备送控制器报文是否携带标签。 。。。。。。
of packet vlantag
缺省情形下，，，，，OpenFlow装备送控制器的报文携带vlan标签。 。。。。。。
1.4.5? 设置OpenFlow报文处置惩罚模式
1. 功效简介
设置装备收到的报文是否举行查表。 。。。。。。缺省情形下，，，，，装备收到报文后先举行查表，，，，，凭证掷中的表项处置惩罚报文，，，，，若是未掷中表项则报文被扬弃。 。。。。。。
2. 设置限制与指导
设置完成后连忙生效。 。。。。。。
3. 设置办法
(1) 进入特权模式。 。。。。。。
enable
(2) 进入全局设置模式。 。。。。。。
configure terminal
(3) 设置OpenFlow装备毗连控制器模式。 。。。。。。
of packet table-lookup
{ enable | disable }
缺省情形下，，，，，装备报文的处置惩罚模式为查表模式。 。。。。。。
1.4.6? 设置OpenFlow源IP
1. 功效简介
设置装备毗连控制器时的源IP。 。。。。。。默认不设置，，，，，使用毗连端口的IP。 。。。。。。
2. 设置限制与指导
设置完成后连忙生效，，，，，装备和控制器会断开，，，，，使用源IP重新举行毗连。 。。。。。。
3. 设置办法
(1) 进入特权模式。 。。。。。。
enable
(2) 进入全局设置模式。 。。。。。。
configure terminal
(3) 设置OpenFlow毗连控制器的源IP
of source-ip ipv4-address
缺省情形下，，，，，不设置源IP，，，，，默认以毗毗邻口的IP为源IP毗连控制器。 。。。。。。
1.5?? 监视与维护
可以通过show下令行审查功效设置后的运行情形以验证设置效果。 。。。。。。
表1-5 OpenFlow监视与维护
|
作用 |
下令 |
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审查目今OpenFlow装备与控制器毗连情形 |
show of |
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审查目今OpenFlow装备的端口状态 |
show of port |
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审查目今OpenFlow装备的流表 |
show of flowtable |
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审查目今OpenFlow装备的组表 |
show of group |
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审查目今OpenFlow装备的meter表 |
show of meter |
|
审查目今OpenFlow装备的合并流表项 |
show of mergedflow |
1.6?? 典范设置举例
1.6.1? 集中控制设置举例
1. 组网需求
OpenFlow可以实现接入装备认证的集中治理。 。。。。。。以图1-2为例，，，，，在接入交流装备上安排控制器完成对接入装备的认证控制，，，，，使得原先需要运行在接入设惫亓认证功效（控制面）移交到控制器上完成。 。。。。。。
2. 组网图
3. 设置要点
l 装备开启OpenFlow功效，，，，，与控制器建设OpenFlow治理通道。 。。。。。。
l 在接入装备上运行OpenFlow Client，，，，，实现与控制器互联。 。。。。。。
l 控制器要求接入装备将认证报文通过OpenFlow协议发送到控制器上。 。。。。。。
l 由控制器完成认证历程并将认证效果通过OpenFlow协议下发到详细的接入装备上，，，，，完成终端用户的准入控制。 。。。。。。
4. 设置办法
# 设置装备端开启OpenFlow功效，，，，，指定控制器的IP地点为172.18.2.36/24，，，，，端口号为65535，，，，，同时关闭装备lldp功效。 。。。。。。
Device> enable
Device# configure terminal
Device(config)# no lldp enable
Device(config)# interface mgmt 0
Device(config-if)# ip address 172.18.2.36 255.255.255.0
Device(config-if)# exit
Device(config)# of controller-ip 172.18.2.35 port 65535 interface mgmt 0
# 设置装备为单控制器模式。 。。。。。。
Device(config)# of mode single
# 设置送控制器的报文不携带vlan标签。 。。。。。。
Device(config)# no of packet vlantag
# 设置装备为查表模式。 。。。。。。
Device(config)# ofpacket table-lookup enable
# 设置装备的OpenFlow源IP为192.168.197.25。 。。。。。。
Device(config)# of source-ip 192.168.197.25
5. 验证设置效果
# 审查OpenFlow的毗连状态信息。 。。。。。。
Device# show of
[0] Controller ID=0 Info=tcp:172.18.2.35 port=6653 interface Mgmt 0, Main is Connected, Aux is Disabled
# 审查OpenFlow的端口状态。 。。。。。。
Device# show of port
ID IFX INTERFACE SPEED LINK DUPLEX TX_PKT RX_PKT CONFIG
1 1 GigabitEthernet 0/1 Unknown DOWN Unknown 0 0 NA
2 2 GigabitEthernet 0/2 Unknown DOWN Unknown 0 0 NA
# 审查OpenFlow的流表状态。 。。。。。。
Device# show of flowtable
/***************** openflow flow table[0]---flow number[2] *******************/
{table="0", duration_sec="5222", priority="0", flags ="0x1",idle_timeout="0", hard_timeout="0", cookie="0x0", packet_count="0", byte_count="0". match=oxm{all match} instructions=[apply{acts=[output{port="controller", max_len="3333"}] }] }
xid=472, sync_flag=0x0, ss_index=0x7b6
{table="0", duration_sec="5222", priority="66", flags ="0x1",idle_timeout="0", hard_timeout="0", cookie="0x0", packet_count="0", byte_count="0". match=oxm{eth_dst="00:25:64:c4:54:e4", eth_type="0x800", ipv4_dst="1.1.0.0", ipv4_dst_mask="255.255.240.0"} instructions=[apply{acts=[output{port="controller", max_len="65535"}] }] }
xid=473, sync_flag=0x0, ss_index=0x7b1
/****************************** openflow flow table end ****************************************/
flow total number = 2
# 设置装备为单控制器模式，，，，，只能毗连一个控制器，，，，，凌驾一个时会有过失提醒。 。。。。。。
Device(config)# no of controller-ip
Device(config)# of mode single
Device(config)# of controller-ip 172.18.122.24 interface gigabitEthernet 0/1
Device(config)# of controller-ip 172.18.122.25 interface gigabitEthernet 0/1
Controller Mode is Single, can't connected
# 通过show of下令审查目今模式为查表模式，，，，，源IP为192.168.197.25。 。。。。。。
Device# show of
version:openflow1.3, controller[0]:tcp:172.18.105.11 port 6653 interface GigabitEthernet 1/0/7, main is connected, aux is disable, role is master.
Current controller mode : multiple.
Current packet process mode : Lookup all flow.
Datapath id = 897516188948
Source IP = 192.168.197.25
6. 设置文件
hostname Device
alias exec sv show version
!
no lldp enable
!
of source-ip 192.168.197.25
of controller-ip 172.18.2.35 port 65535 interface Mgmt 0
no of packet vlantag
!
interface Mgmt 0
?ip address 172.18.2.36 255.255.255.0
?gateway 172.18.2.1
7. 常见过失
l 控制器IP地点设置过失。 。。。。。。
l 控制器TCP端口号设置过失。 。。。。。。