明流交換機給數據中心帶來了比較大的變化。其內部功能特性使得網絡可以獨立于設備進行編程，使整個系統更加敏捷靈活，大大提高了企業的效率。讓我們探索是什么驅動了 OpenFlow 交換機的強大功能。
什么是 OpenFlow 交換機？
OpenFlow交換機是一種支持OpenFlow的數據中心交換機，通過中央控制器實現網絡通信。術語 OpenFlow 指的是一種開放式通信協議，旨在在OSI模型的第 2 層運行，允許控制平面從一個中心點斷開多個設備的轉發平面并與之交互。
OpenFlow交換機使用軟件定義網絡（SDN）技術在網絡中轉發數據包，可以優化網絡資源并按需自動化流量分配。下面我們將詳細描述OpenFlow交換機的規格。
OpenFlow 交換機組件
一個OpenFlow交換機由一個或多個流表和一個組表組成，使用OpenFlow協議與SDN控制器通信。它主要執行數據包查找和轉發，可以建立一個或多個OpenFlow通道到外部控制器。
流表
在典型的網絡傳輸中，數據包以流的形式組合在一起。當然，同一個VLAN的報文也可以是一個流，屬于一對MAC地址的報文也可以。在 OpenFlow 交換機內部，OpenFlow 協議努力識別這些流并分配這些流。因此，這使交換機能夠應用于特定端口或所有端口，同時在數據包與流匹配時采取特殊操作。
每個OpenFlow交換機內部至少包含一個流表和表中的一組流表項。當控制器識別出拓撲中的開關位置并且需要建立端到端連接時，將創建低條目。然而，這些流條目包括匹配字段、計數器、適用于匹配數據包的指令等。
數據包首先從表 0 開始，這些條目將根據優先級進行檢查和匹配。如果流需要繼續到另一個表，則將數據包重定向到指令指定的表。
OpenFlow 交換機端口
OpenFlow交換機有三種類型的端口，包括：物理端口、邏輯端口和保留端口。
物理端口
物理端口是指連接到硬件的端口。在 OpenFlow 交換機上，它對應于以太網端口。然而，這些端口有時并不完全對應，因為OpenFlow交換機也可以虛擬化物理端口。此時，OpenFlow的物理端口就是硬件端口的一個虛擬切片。
邏輯端口
與物理端口不同，邏輯端口是一種高層抽象端口，通常由其他人定義，如鏈路聚合組、環回端口等。另外，Tunnel-ID是它為數據包設置的一個額外的管道字段。如果一個邏輯端口收到一個數據包，需要與控制器進行通信，它會向具有物理底部端口的控制器發送報告。
保留端口
OpenFlow保留端口主要是指通用的轉發操作。OpenFlow 交換機上有幾個必需的保留端口：ALL、CONTROLLER、TABLE、IN_PORT、ANY、UNSET、LOCAL。有時 NORMAL 和 FLOOD 端口會出現在交換機上，它們允許 OpenFlow 管道與交換機硬件管道進行交互。
OpenFlow 交換機類型
OpenFlow交換機分為兩種類型：OpenFlow-only和OpenFlow-hybrid交換機。OpenFlow-only 交換機：它是一個啞交換機，不能做出本地決策，因為它只有一個數據或轉發平面。結果，其中的所有數據包都必須由 OpenFlow 管道處理。否則，它不會工作。
OpenFlow-hybrid switch：它支持OpenFlow和以太網操作，這意味著您可以利用本地控制平面結合傳統的L2以太網交換機、VLAN隔離、L3路由、ACL和QoS來處理數據包。此外，各種分類機制可用于與 OpenFlow 管道交互。
OpenFlow Switch如何與Controller協同工作？
OpenFlow交換機運行必須具備三個基本要素：流表、控制器和OpenFlow協議。每個OpenFlow交換機與控制器建立獨立的連接進行流表傳輸和處理，具有唯一的操作數據路徑ID。控制器通過交換機管理平面上的 TCP/IP 連接。當控制器與交換機建立連接后，發送一條指示連接成功的命令消息，然后將指定的特定OpenFlow協議版本發送給交換機。
OpenFlow 交換機支持用于轉發 OpenFlow 數據包的各種流操作。在流量轉發過程中，它將單播或組播報文通過物理端口轉發到控制器指定的使能OpenFlow的接口進行處理。此時，SDN 控制器可以設置通過網絡的路徑以進行特殊優化，例如速度、最小跳數或減少延遲。
基于Openflow對網絡的可編程特性，解決了不同廠商網絡設備的差異性。由于控制權完全開放，企業可以通過定制實現任何想要的網絡路由、傳輸規則和策略。網絡流量控制實現了更加靈活和個性化的創新，更好地支持虛擬化和云化。
但從自動化的角度來看，OpenFlow主要是對L2/L3轉發平面進行編程，而不是為overlay的動態配置而設計的基于VXLAN隧道的虛擬網絡。更重要的是，集中式 OpenFlow 交換機控制器無法擴展到更大的網絡，例如跨數據中心的互連。
探索 OpenFlow 交換機的應用
如今，OpenFlow已經在大型數據中心或云數據中心得到大規模應用。現代數據中心和云部署增強了對虛擬化的需求。OpenFlow交換機可以有效解決數據中心傳輸路徑分配不當導致的數據擁塞問題，從而提高數據中心的運營效率。這是因為它可以動態獲取鏈路流量傳輸信息，利用OpenFlow流量表項實現各鏈路流量負載均衡。
由此可見，在互聯網不斷發展的過程中，OpenFlow和SDN技術給傳統網絡帶來了新的技術革新和發展，未來也將不斷更新完善，為高速發展做出貢獻。網絡的通信。
