OpenFlow: 给你的网络激活创新

给你的网络激活创新

译: OpenFlow - Enabling Innovation in Your Network.doc   

网络已经成为我们商务、家庭以及学校的关键基础设施的一部分。

它的成功对于网络技术的研究者来说既是幸事，同时也是一种诅咒：他们的工作更具有相关性，但要想创造新影响力的机会却越来越遥远了。任何网络创新的实际影响力的减少是由于大量的设备和协议已经被安装，同时又抵触在生产流量上进行实验，这就给创新构建了一个高耸的。今天，几乎没有实际可行的方法在相当实际的网络设置下（例如，成规模跑实际流量）来测试新的网络协议（例如，新的路由协议，或者IP协议的替代），以此来获得广泛部署所需的信心。结果就是大多数从网络研究社区中来的新想法都没人尝试和测试；因此社区也就此相信网络的基础架构已经“僵化“了。

意识到这个问题后，网络设计就开始努力研究开发可编程网络，例如GENI【1】，一个计划的国家范围内的研究设施用来测试新的网络架构和分布式系统。这些可编程网络要求有可编程的交换机和路由器，（使用虚拟化）可以同时处理多个独立试验网络的数据包。

例如，在GENI里面是这样设想的：一名研究者可以分配得到整网络的一小片资源，由一部分网络链路、数据包处理单元（例如路由器）及终端主机；研究者可以对他们的“片“进行编程让它按照他们的想法工作。这一个小片可以延伸到整个骨干网，进入接入网，进入校园网，工业研究实验室，包括配线室，无线网络和传感器网络。

flow-table（通常是基于TCAM构建）运行在一个线路速率上实现防火墙，网络地址转换（NAT），服务质量（QoS）和采集统计信息。

虽然每家厂商的流向表不同，我们发现了一个有趣的共同的功能集合，它们运行在许多交换机和路由器里面。OpenFlow恰恰利用了这个共用的功能集合。

OpenFlow提供了一个公开的协议来对不同的交换机和路由器的里面的流向表进行编程。网络管理员可以将网络流量划分成生产流量和科研流量。研究者可以控制他们自己的数据流-通过选择他们数据流的路由和他们接收到的处理操作。通过这种方式，研究者可以尝试新的路由协议，安全模式，地址分配方式，甚至是IP协议的替代品。在同一个网络内，生产流量被隔离了，处理的方式和当前一样。

一个OpenFlow交换机的数据路径datapath由一张流向表flow table和每个数据流的条目所对应的操作组成。OpenSwtich交换机所支持的操作集是可扩展的，但是接下来我们描述了一个对所有交换机的最小需求。为了高性能和低开销，数据路径datapath必须有一个周密规定的灵活度。这意味着放弃了指定任意处理每一个数据包的能力，而需求一个有着更多限制但是非常有用的操作范围。因此，在下文中，我们来定义一个所有OpenFlow交换机都需要的基本操作集合。

（节选）