Openflow

简述

随着互联网的发展，对于网络的要求越来越高，网络技术的变革显得尤为重要，但由于如今的网络过于依赖设备和协议，不易于进行网络技术的研究。网络设备厂商将设备与协议绑定，形成一个不开放的环境，让他们开放平台似乎是不可能的事，并且也没有有效的途径在生产网络上实验新的技术。这导致了网络技术的发展停滞不前。

为了解决上述问题，Openflow应运而生，其主要实现以下的目标：

• 贯彻高性能和低成本的需求
• 支持范围广泛的研究
• 保证隔离实验和生产网络
• 与设备厂商封闭平台需求保持一致

组成

现代以太网交换机和路由器包含流表来实现防火墙、NAT、QoS和收集策略，但每个厂商的设备的流表都不一样，缺乏统一兼容的协议。因此Openflow提供一个开源的协议来对流表进行编程。如此，管理员可以控制不同的流，选择数据包的路由和处理接受的包，这样可以隔离生产和实验测试网络，也可以进行新协议的研究。

一个Openflow交换机由三部分组成：

• 一个流表，和与每条流绑定的行为（指明如何处理流）
• 一个加密通道，连接交换机和控制器，命令和数据包通过这个通道进行传输
• Openflow协议，提供开源和标准方法进行控制器和交换机通信

专用Openflow交换机是集成Openflow协议和接口，但不支持L2和L3交换的商用交换机。专用Openflow交换机的每条流记录必须包含三个基本的行为：

• 向特定端口转发这条流的数据包
• 封装和向控制器转发数据包
• 抛弃数据包

流表中每条流记录包括：

• 定义流的数据包头
• 定义处理的行为
• 策略，跟踪数据包

而其他支持Openflow交换机（在原来L2和L3交换基础上增加Openflow特性）必须支持：在交换机原来的处理管道中转发流数据包。且交换机必须隔离生产和实验测试网络。

控制器负责在流表中添加和移除流记录，它可以是运行在PC上的简单应用。

Openflow应用

1. 网络管理和接入
2. VLANs
3. 移动无线VOIP客户端
4. 无IP网络

Segment Routing

简介

OpenFlow作为最主要的SDN协议，希望以一种全新转发协议颠覆现有以IP、MPLS网络架构。但是，这种激进的演进方式没有得到设备厂家及电信运营商的支持，通过对现有网络协议进行扩展和优化，推动现有网络平滑演进，实现网络开放的目标才是更加可行的选择。

Segment Routing就是这样的背景下，由IETF推动的支持SDN架构的新型路由转发协议。目前，Segment Routing还处于草案阶段，但是已经形成了完整的体系架构，并得到了大部分设备厂家的支持。

Segment Routing（SR）是一种源路由机制，用于优化IP、MPLS网络能力，可使网络具有更高的可扩展性，并以更简单的方式提供TE、FRR、MPLS VPN等功能。SR为网络提供呵呵上层应用快速交互的能力。

工作原理

和MPLS网络 类似，SR以标签交换为基础，只是对IGP协议进行简单的扩展。在SR网络中，通过Segment表示网络前缀，包括Nodal Segment(全局标签)和Adjacency Segment(本地标签)。通过将Nodal Segment和路由前缀相关联，我们可以通过最短路径到达任意节点，而转发路径是一条还是等价多路径负载分担，则取决于网络的IGP拓扑。