目  录

1 OpenFlow

1.1 OpenFlow简介

1.1.1 OpenFlow概述

1.1.2 OpenFlow Switch类型

1.1.3 OpenFlow接口

1.1.4 OpenFlow实例

1.1.5 OpenFlow流表

1.1.6 Group Table

1.1.7 Meter Table

1.1.8 OpenFlow channel

1.1.9 协议规范

1.2 OpenFlow配置限制和指导

1.3 OpenFlow配置任务简介

1.4 配置OpenFlow实例

1.4.1 创建OpenFlow实例

1.4.2 配置OpenFlow实例的基本能力

1.4.3 激活OpenFlow实例

1.5 配置连接Controller

1.5.1 配置主连接

1.5.2 关闭OpenFlow连接备份功能

1.5.3 配置连接中断模式

1.6 配置OpenFlow定时器

1.7 配置支持动态MAC地址

1.8 配置匹配慢速协议报文的高优先级流表项

1.9 配置OpenFlow报文的DSCP值

1.10 OpenFlow显示和维护

1.11 OpenFlow典型配置举例

1.12 附录 A 应用限制

1.12.1 Flow Entry的限制

1.12.2 Action List和Action Set整合的限制

1.12.3 Packet Out的处理限制

1.12.4 Packet in的处理限制

1.12.5 匹配LLDP报文的限制

1.12.6 Flow Mod的限制

1.13 附录 B MAC-IP流表

1.13.1 MAC-IP流表支持能力

1.13.2 MAC-IP流表的限制

1.13.3 MAC-IP流表的Table Miss

1.13.4 Dynamic aware

1.13.5 MAC-IP Table与Extensibility Table的配合

 

1 OpenFlow

1.1  OpenFlow简介

1.1.1  OpenFlow概述

OpenFlow是SDN（Software Defined Network，软件定义网络）架构中定义的一个控制器与转发层之间的通信接口标准。OpenFlow允许控制器直接访问和操作网络设备的转发平面，这些网络设备可能是物理上的，也可能是虚拟的。

OpenFlow的思想是分离控制平面和数据平面，二者之间使用标准的协议通信；数据平面采用基于流的方式进行转发。

OpenFlow网络由OpenFlow设备（Switch）和控制器（Controller）通过安全通道（OpenFlow channel）组成，如图1-1所示。Switch与Controller通过TLS或者TCP建立安全通道，进行OpenFlow消息交互，实现表项下发、查询以及状态上报等功能。下文如果没有特殊说明，交换机指的就是OpenFlow设备。

图1-1 OpenFlow网络组成

 

1.1.2  OpenFlow Switch类型

OpenFlow Switch有下面两种：

·     OpenFlow-Only Switch：仅支持OpenFlow转发。

·     OpenFlow-Hybrid Switch：既支持OpenFlow转发，也支持正常转发。S12500-S即属于OpenFlow-Hybrid Switch类型。

1.1.3  OpenFlow接口

OpenFlow接口有下面三类：

·     物理接口：比如交换机的二层以太网接口。可以作为入接口和出接口。

·     逻辑接口：比如二层聚合接口、Tunnel接口等。可以作为入接口和出接口，其中Tunnel接口只可以作为出接口。目前仅支持GRE Tunnel和VXLAN Tunnel两种Tunnel接口。

·     保留接口：由转发动作定义的接口，实现OpenFlow转发功能。在流表项中各接口类型的支持情况请参见表1-1。

表1-1 流表项中保留接口的支持情况

类型	入端口	出端口	说明
ALL	不支持	不支持	报文从所有接口发送
Controller	不支持	支持	报文上送控制器
Table	不支持	不支持	报文重新进入流表进行匹配
In Port	不支持	不支持	报文从入接口转发
Any	不支持	不支持	接口通配描述，不能作为入接口以及出接口
Local	不支持	支持	报文上送本地CPU
Normal	不支持	支持	报文正常转发
Flood	不支持	不支持	报文广播发送

 

1.1.4  OpenFlow实例

OpenFlow支持多实例。每个OpenFlow实例可以单独连接控制器，相当于一台独立的交换机，根据控制器下发的流表项指导流量转发。

1. 实例划分

OpenFlow实例有三种类型：

·     全局实例：对所有流量进行处理。

·     VLAN实例：配置VLAN内的流量根据OpenFlow流表项转发，其它VLAN内的流量进行正常转发。

·     接口实例：配置接口的流量根据OpenFlow流表项转发，其它接口的流量进行正常转发。

 

2. 实例激活

OpenFlow需要将设备的支持能力、当前的接口信息等设备信息上报给控制器后，控制器才能够下发流表项指导转发。

在配置更改的情况下，需要重新激活实例使配置生效。激活配置后，OpenFlow实例会与所有控制器断开连接，然后重新进行连接。

3. 实例所属接口

OpenFlow协议规定需要将接口信息上报给控制器，这些接口包括物理接口、逻辑接口以及保留接口中的Local。

对于通过VLAN划分作用范围的OpenFlow实例：

·     非Loosen模式：当且仅当接口所属VLAN完全包含了OpenFlow实例配置的映射VLAN后，该接口才是此OpenFlow实例的接口，可以被交换机上报到控制器。

·     Loosen模式：如果配置了loosen模式，只要接口所在VLAN与实例配置的映射VLAN存在交集，接口就属于OpenFlow实例。

1.1.5  OpenFlow流表

1. 流表项组成

OpenFlow通过流表（Flow Table）来匹配和处理报文，每个流表由一个或多个流表项（Flow Entry）组成，在同一个流表中按流表项的优先级进行先后匹配。一台交换机上可以包含一个或者多个流表。

流表分为两种类型：

·     MAC-IP流表：通过MAC地址表和FIB表实现。只能匹配目的MAC地址、VLAN以及目的IP地址，动作也仅支持修改目的MAC地址、源MAC地址、VLAN以及指定出接口。具体请参见1.13  附录 B MAC-IP流表。

·     Extensibility流表：扩展流表，使用TCAM（Ternary Content Addressable Memory，三态内容寻址存储器）或者软件实现。可以匹配报文的源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址、报文优先级、TCP源端口、TCP目的端口等。

图1-2 流表项结构

 

流表项如图1-2所示：

·     Match Fields：匹配规则。可以匹配入接口、报文头等字段。

·     Priority：优先级。定义流表项之间的匹配顺序，优先级高的先匹配。

·     Counters：统计计数。统计有多少个报文和字节匹配到该流表项（上送控制器的报文不支持统计）。

·     Instructions：动作指令集。定义匹配到该流表项的报文需要进行的处理。流表项动作指令集是对动作进行操作，流表项的动作有两种执行类型：

¡     动作集（Action Set）：一系列动作的组合，不会立刻修改报文内容，直到报文不再需要进入下一级流表，动作集里每种动作仅能存在一个，并且按照表1-2从上到下的顺序执行。

¡     动作序列（Action List）：需要立即执行的一系列动作，其动作内容与Action Set相同，但是会立即修改报文的内容，其效果是累加的，并且执行顺序是按照下发的顺序执行的。

表1-2 动作指令集定义

Instruction	处理
Meter	对匹配到流表项的报文进行限速
Apply-Actions	立即执行动作序列中的动作
Clear-Actions	清除动作集中的所有动作
Write-Actions	更改动作集中的所有动作
Write-Metadata	更改流表间数据，在支持多级流表时使用
Goto-Table	进入下一级流表

 

具体动作类型如表1-3所示。

表1-3 动作类型（1.3.1版本）

动作名称	可选/必选	描述
Output	必选	Output动作转发报文到特定的OpenFlow端口，比如物理端口，逻辑端口以及OpenFlow保留端口
Drop	必选	并没有直接的动作来代表Drop，当动作集中不含有Output指令时，报文会被丢弃。通常来说空指令集，空动作集或者执行清空动作集后，报文会被丢弃
Group	必选	将报文转交给指定的Group处理，该动作的确切含义由Group的类型定义
Set-Queue	可选	Set-Queue动作为报文指定队列ID。当报文被转发到特定端口时，队列ID通常被用于基本QoS
Push-Tag/Pop-Tag（不支持）	可选	Push-Tag和Pop-Tag动作适用于VLAN头、MPLS头、PBB头（802.1AH）
Set-Field	可选	Set-Field动作可以识别报文字段的类型，并且可以修改该字段的值。Set-Field 动作通常只适用于最外层的字段（比如当内外层均有VLAN taqg时，该动作只修改最外层的VLAN Tag）
Change-TTL	可选	Change-TTL动作可以改变报文中IPv4的TTL，IPv6的Hop Limit的TTL。同样，Change-TTL也只适用于最外层的字段。该动作可以设置TTL（TTL必须已经存在）、减少TTL、TTL值拷贝（inwards/outwards）

 

·     Timeouts：超时时间。包括了idle time和hard time。

¡     idle time：在idle time时间内，如果没有报文匹配到该流表项，则在idle time超时后删除此流表项；如果有报文匹配到该流表项，则刷新idle time（上送控制器的报文即使匹配了流表项，也不会更新该表项的idle time）。

¡     hard time：在hard time时间超时后，无论是否有报文匹配到该流表项，此流表项都会被删除

·     Cookie：控制器下发的流表项的标识。

2. 流表处理流程

如图1-3所示，当报文进入交换机后，必须从流表ID最小的流表开始依次匹配；流表可以按次序从小到大越级跳转，但不能从某一流表向前跳转至流表ID更小的流表。一旦在某个流表匹配到后，会更新此报文的动作集（允许被下一级流表覆盖），到了最后一个流表后，所有的动作会被执行，此时报文的内容会被修改，指定出接口进行转发。如果在某个流表处理时，处理指令包含Action List，则报文的一份拷贝立即执行Action List而不需要在最后一个流表处理结束后再执行。

图1-3 OpenFlow转发示意图

 

3. Table Miss表项

每个流表都包含一个Table Miss流表项，该表项用于定义在流表中没有匹配的报文的处理方式，该表项的匹配域为通配，即匹配任何报文，优先级为0，动作指令与正常表项相同。

1.1.6  Group Table

Group Table由Group表项组成，Group表项被流表项所引用，提供额外的报文转发功能。

图1-4 Group表项结构

 

·     Group Identifier：Group ID，用于识别Group，32bits。

·     Group Type：Group类型。

¡     All：执行所有动作桶，用于组播或者广播。

¡     Select：自动选择一个动作桶执行。

¡     Indirect：始终执行固定的动作桶。

¡     Fast failover：始终执行第一个活跃的动作桶。

·     Counters：当报文被Group处理时，更新计数器。

·     Action Buckets：一个由动作桶组成的有序列表。每个动作桶由许多动作组成。

1.1.7  Meter Table

Meter Table由Meter表项组成，Meter表项被流表项所引用，为所有引用Meter表项的流表项提供报文限速的功能。

图1-5 Meter表项结构

 

·     Meter Identifier：Meter ID，用于识别meter，32bits。

·     Meter Bands：一个Meter表项可以包含一个或者多个Meter Bands，每个Meter Band定义了速率以及动作。当报文的速率超过了某些Meter Band，根据这些Meter Band中速率最大的那个定义的动作进行处理。

·     Counters：当报文被Meter处理时，更新计数器。

图1-6 Meter Bands结构

 

·     Band Type：Band类型，定义报文如何处理。为可选，可使用丢弃（drop），即报文高于该速率会被丢弃；以及重新标记DSCP（dscp remark）。

·     Rate：Meter用于选择Band的最低速率，即报文速率高于该速率并最接近该速率，该Band将被应用。

·     Counters：当Band处理报文时，更新计数器。

·     Type Specific arguments：某些Band含有的特定参数。

1.1.8  OpenFlow channel

交换机与控制器通过TLS或者TCP建立Channel，进行OpenFlow消息交互，实现表项下发、查询以及状态上报等功能。

OpenFlow协议中定义了三种消息类型Controller to Switch消息、异步消息和同步消息，每种报文类型都有很多子类型。

1. Controller to Switch消息

Controller to Switch消息是指由控制器产生并发送到交换机，用来查询交换机的消息，可以不需要交换机响应。这些消息主要由控制器用来对交换机进行状态查询和修改配置等操作。

表1-4 Controller to Switch消息（1.3.1版本）

子类型	描述
Features	用于控制器发送请求来了解交换机的能力，交换机必须回应该报文
Configuration	用于控制器设置，查询交换机的配置，交换机只有在控制器查询时回应
Modify-State	用于管理交换机的状态，如流表项和端口状态。该命令主要用于增加、删除、修改、交换机内的流表表项，组表表项以及交换机端口的属性
Multipart	用于控制器收集交换机各方面的信息，例如当前配置，统计信息等
Packet-Out	用于通过交换机特定端口发送报文，这些报文可以通过Packet-In消息触发，也可以通过控制器直接发送。通常Packet-Out消息包含整个之前接收到的Packet-In消息所携带的报文或者buffer ID（用于指示存储在交换机内的特定报文）。这个消息需要包含一个动作列表，当、交换机收到该动作列表后会对Packet-Out消息所携带的报文执行该动作列表。如果动作列表为空，Packet-Out消息所携带的报文将被交换机丢弃
Barrier	用于确认之前下发动作是否成功。控制器发送Barrier请求消息，当交换机确认之前下发的流表等操作都已经成功时会回复Barrier应答消息
Role-Request	用于设定或查询OpenFlow channel的角色。通常用于交换机和多个控制器相连的情况
Asynchronous-Configuration	控制器使用该报文设定异步消息过滤器来接收其只希望接收到的异步消息报文，或者向交换机查询该过滤器。通常用于交换机和多个控制器相连的情况

 

2. 异步（Asynchronous）消息

异步（Asynchronous）消息是由交换机发送给控制器，用来通知交换机上发生的某些异步事件的消息。例如，当某一条规则因为超时而被删除时，交换机将自动发送一条Flow-Removed消息通知控制器，以便控制器做出相应的操作，如重新设置相关规则等。

表1-5 异步消息（1.3.1版本）

子类型	描述
Packet-In	转移报文的控制权到控制器。对于所有通过匹配流表项或者Table Miss后转发到保留端口Controller端口的报文均要通过Packet-in消息送到控制器。也有部分其他流程，如TTL检查等，也需要通过该消息和控制器交互。Packet-In既可以携带报文，也可以通过在交换机内部设置报文的Buffer来仅携带报文头以及其Buffer ID传输给控制器。控制器在接收到Packet-In消息后会对其接收到的报文或者报文头和Buffer ID进行处理，并发回Packet-out消息通知交换机如何处理该报文
Flow-Removed	通知控制器将某个流表项从流表的移除。通常该消息在控制器发送删除流表项的消息或者流表项的两个定时器其中之一超时时产生
Port-Status	通知控制器端口状态或设置的改变
Error	通知控制器交换机出现的问题或错误

 

3. 对称（Symmetric）消息

对称（Symmetric）消息，就是双向对称的消息，主要用来建立连接和检测对方是否在线等。

表1-6 对称消息（1.3.1版本）

子类型	描述
Hello	当连接启动时交换机和控制器会发送Hello交互
Echo	用于验证控制器与交换机之间连接的存活，控制器和交换机都会发送Echo request/reply消息，而且对于接受到的Echo request消息必须能返回Echo reply消息。也可用于测量控制器与交换机之间链路的延迟和带宽
Experimenter	为将来新加入的特性预留的消息

 

1.1.9  协议规范

·     OpenFlow Switch Specification Version 1.3.1

1.2  OpenFlow配置限制和指导

·     当因交换机（OpenFlow实例）上送Controller的流量较大而导致某些协议运行不稳定（例如EVI Link频繁震荡）时，建议在缺省流表项MissRule中增加限速动作来控制交换机上送Controller流量的大小。关于如何在缺省流表项MissRule中增加限速动作，请参见《H3C VCF控制器REST API》。

·     IRF3环境下，不支持OpenFlow功能。有关IRF3的介绍，请参见“虚拟化技术配置指导”中的“IRF”。

·     当配置全局实例时，需要注意：

¡     MAC-IP流表不支持GRE Tunnel接口和VXLAN tunnel接口作为出接口。

¡     Group Table不支持GRE Tunnel接口和VXLAN tunnel接口作为出接口。

¡     当流量匹配到某一OpenFlow流表项，如果该流表项的Output动作指定的出接口为GRE Tunnel接口时，流量的入端口必须为三层接口且该流量的目的MAC必须与三层入接口的MAC地址相同。

¡     当流量匹配到某一OpenFlow流表项，如果该流表项的Output动作指定的出接口为VXLAN Tunnel接口时，则流量的入端口必须存在该VXLAN Tunnel出接口所关联VXLAN的相关配置。

¡     当下发某流表项的Output动作指定出接口为GRE Tunnel接口时，为保证流表项的正常下发，建议在指定的GRE Tunnel出接口处于UP状态时进行该流表项的下发操作。有关下发流表项的介绍，请参见《H3C VCF控制器REST API》。

1.3  OpenFlow配置任务简介

表1-7 OpenFlow配置任务简介

配置任务			说明	详细配置
配置OpenFlow实例	创建OpenFlow实例		必选	1.4.1
	配置OpenFlow实例的基本能力	配置实例作用域	必选	1.4.2  1.
		配置流表ID	可选	1.4.2  2.
		配置控制器模式	可选	1.4.2  3.
		配置Extensibility表的流表项的最大个数	可选	1.4.2  4.
		配置带内管理VLAN	可选	1.4.2  5.
		配置禁止MAC地址学习	可选	1.4.2  6.
		配置Datapath ID	可选	1.4.2  7.
		配置缺省的table miss动作	可选	1.4.2  8.
		配置禁止上送Controller的端口类型	可选	1.4.2  9.
		配置允许聚合组成员端口加入OpenFlow实例	可选	1.4.2  10.
	激活OpenFlow实例		必选	1.4.3
配置连接控制器	配置主连接		必选	1.5.1
	关闭OpenFlow连接备份功能		可选	1.5.2
	配置连接中断模式		可选	1.5.3
配置OpenFlow定时器			可选	1.6
配置支持动态MAC地址			可选	1.7
配置匹配慢速协议报文的高优先级流表项			可选	1.8
配置OpenFlow报文的DSCP值			可选	1.9

 

1.4  配置OpenFlow实例

1.4.1  创建OpenFlow实例

表1-8 创建OpenFlow实例

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
创建OpenFlow实例，并进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	缺省情况下，没有配置OpenFlow实例
（可选）配置OpenFlow实例描述	description text	缺省情况下，没有配置OpenFlow实例的描述信息

 

1.4.2  配置OpenFlow实例的基本能力

下面配置用于定义OpenFlow实例的基本能力，交换机在与控制器建立连接后会上报这些基本能力，控制器根据这些能力下发表项。

1. 配置OpenFlow实例作用域

OpenFlow实例支持如下两种作用于划分类型：

·     全局实例：通过配置全局实例把整个交换机划分在一个OpenFlow作用域内，实现该交换机上所有流量均根据OpenFlow流表项转发。此时的交换机在功能上相当于一个OpenFlow-Only Switch。

·     VLAN实例：通过配置对应的VLAN来隔离OpenFlow作用域，在配置VLAN内的流量根据OpenFlow流表项转发，其它VLAN内的流量进行正常转发。

 

表1-9 配置OpenFlow实例作用域

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置OpenFlow实例作用域	classification { global | vlan vlan-id [ mask vlan-mask ] [ loosen ] }	缺省情况下，没有配置OpenFlow实例作用域

 

2. 配置流表ID

 

OpenFlow实例中可以配置多个流表。

表1-10 配置流表ID

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置流表ID	flow-table { extensibility table-id | mac-ip table-id }	缺省情况下，实例包含了一个Extensibility流表，流表ID为0 如果多次配置本命令，新配置将覆盖旧配置，重新激活实例后新配置生效

 

3. 配置控制器模式

支持两种模式与控制器建立连接。

·     Single模式：同一时刻，仅与一个控制器建立连接，配置的多个控制器之间互为备份。当且仅当当前的连接断开后，交换机会连接下一个控制器，直到连接成功。

·     Multiple模式：同一时刻，允许与多个控制器建立连接。交换机会连接配置的所有控制器，在与某个控制器连接失败或者断开连接后，在重连时间间隔后重新与之进行连接，直到连接成功。

表1-11 配置控制器模式

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置实例内的多个控制器的连接模式	controller mode { multiple | single }	缺省情况下，连接模式为Multiple

 

4. 配置Extensibility表的流表项的最大个数

在OpenFlow实例中允许定义Extensibility流表支持的表项最大值，当控制器下发的流表表项个数超过最大值的时候，向控制器返回失败。

表1-12 配置Extensibility表的流表项的最大个数

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置Extensibility表的流表项的最大个数	flow-entry max-limit limit-value	缺省情况下，Extensibility流表项的上限值为65535

 

5. 配置带内管理VLAN

在OpenFlow实例中允许配置带内管理VLAN，这些VLAN中流量是正常转发的，用于OpenFlow设备与控制器建立安全通道。

 

表1-13 配置带内管理VLAN

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置带内管理VLAN	in-band management vlan { vlan-id [ to vlan-id ] } &<1-10>	缺省情况下，没有配置带内管理VLAN

 

6. 配置禁止MAC地址学习

配置该功能后，OpenFlow实例配置的VLAN上MAC地址学习的功能被禁止。

 

表1-14 配置禁止MAC地址学习

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置禁止MAC地址学习	mac-learning forbidden	缺省情况下，实例配置的VLAN上允许MAC地址学习

 

7. 配置Datapath ID

Datapath ID用来唯一标识一台交换机（或某个OpenFlow实例），不同交换机（OpenFlow实例）的Datapath ID不能相同，配置时请注意。

表1-15 配置Datapath ID

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置Datapath ID	datapath-id id	缺省情况下，OpenFlow实例的Datapath ID由实例ID与设备桥MAC组成，其中前16个比特为实例ID，后48个比特为设备桥MAC

 

8. 配置缺省的table miss动作

如果配置了本命令，则实例下所有流表的缺省table miss动作为走正常二三层转发。如果没有配置本命令，则实例下所有流表的缺省table miss动作为丢弃。

表1-16 配置缺省的table miss动作

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置缺省的table miss动作	default table-miss permit	缺省情况下，缺省的table miss动作为丢弃

 

9. 配置禁止上送Controller的端口类型

配置该功能后，交换机不再向控制器上送对应VLAN接口或三层以太网接口的信息。

表1-17 配置禁止端口上送

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置禁止上送Controller的端口类型	forbidden port { vlan-interface | vsi-interface | l3-physical-interface } *	缺省情况下，所有接口都上送Controller。 需要注意的是，vsi-interface参数配置后不生效

 

10. 配置允许聚合组成员端口加入OpenFlow实例

配置该功能后，允许聚合组成员端口（包括二层聚合组成员端口和三层聚合组成员端口）像普通物理端口一样在满足一定的条件时成为OpenFlow实例接口，并将端口信息上送Controller。有关OpenFlow实例接口的介绍，请参见“1.1.4  3. 实例所属接口”。

表1-18 配置允许聚合组成员端口加入OpenFlow实例

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置允许聚合组成员端口加入OpenFlow实例	permit-port-type member-port	缺省情况下，不允许聚合组成员端口加入OpenFlow实例

 

1.4.3  激活OpenFlow实例

此功能用于激活实例。如果实例已经与控制器建立了连接，此时修改了实例基本能力配置并重新激活，交换机会断开与所有控制器的连接，清除已经下发的流表，根据当前的配置更新OpenFlow实例的能力集，重新与控制器建立连接。

 

表1-19 激活OpenFlow实例

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
激活OpenFlow实例	active instance	缺省情况下，未激活OpenFlow实例

 

1.5  配置连接Controller

一个OpenFlow交换机可以与多个Controller建立连接，初始连接时，多个Controller的角色相同，权限相同，Controller可以通过OpenFlow消息设置本Controller的角色，各种角色的权限如表1-20所示。具体如何设置Controller的角色请参见《H3C VCF控制器用户手册》。

表1-20 Controller角色

角色	权限
Master	处于该角色的Controller拥有全部权限，可以下发流表项，查询统计信息，接收设备上报的状态信息，在多个Controller中仅能有一个Controller是Master角色
Equal	处于该角色的Controller同样拥有全部权限，相对于Master角色，唯一不同的是可以有多个Controller处于Equal角色
Slave	处于该角色的Controller仅拥有部分权限，Controller to switch消息中不能下发流表项，Group表项以及Meter表项，不允许修改接口配置和设备配置，不允许执行Packet Out操作。异步消息中，默认情况下设备不会上送Flow Remove消息和Packet In消息，仅能上送接口状态变化消息，但是异步消息的上送能力可以通过Controller的设置异步消息进行修改

 

1.5.1  配置主连接

交换机可以连接多个控制器，但仅允许与每个控制器建立一个主连接，一般用于控制消息的处理（下发流表项、获取数据、信息上报等），需要使用TCP/SSL保持可靠的连接。

表1-21 配置主连接

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置主连接	controller controller-id address { ip ip-address | ipv6 ipv6-address } [ port port-number ] [ local address { ip local-ip-address | ipv6 local-ipv6-address } [ port local-port- number ] ] [ ssl ssl-policy-name ] [ vrf vrf-name ]	缺省情况下，没有配置主连接 建议控制器的IP地址使用单播地址，否则交换机和控制器之间可能无法建立连接 通过local address参数指定的源IP地址，建议使用单播地址，且该IP地址需是OpenFlow实例中某一接口的IP地址，否则交换机和控制器之间可能无法建立连接。

 

1.5.2  关闭OpenFlow连接备份功能

OpenFlow连接备份功能通过在备用主控板上备份基于TCP的OpenFlow连接信息，使设备在发生主备倒换时保持OpenFlow连接。当需要备份信息过多时，为避免影响OpenFlow报文的正常处理，建议关闭OpenFlow连接备份功能。

表1-22 关闭OpenFlow连接备份功能

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
关闭OpenFlow连接备份功能	controller tcp nsr disable	缺省情况下，OpenFlow连接备份功能处于开启状态 本配置只对TCP连接生效

 

1.5.3  配置连接中断模式

一旦交换机与所有控制器断开连接，则交换机必须进入连接中断模式，模式分为两种：

·     Secure模式：连接断开后，交换机根据流表项转发。不主动删除控制器下发的表项，而是等待表项超时后进行删除，一旦连接建立成功，未超时的表项依然存在。

·     Standalone模式：连接断开后，交换机立即生成优先级为65536，出接口为Normal的流表项，数据匹配该流表项后进行普通转发。不主动删除控制器发的表项，而是等待表项超时后进行删除，一旦连接建立成功，未超时的表项依然存在。

如果交换机与控制器重新连接成功，则继续作为OpenFlow设备根据流表项进行转发。

表1-23 配置连接中断模式

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置连接中断模式	fail-open mode { secure | standalone }	缺省情况下，OpenFlow实例建立时，缺省为Secure模式，且为该实例下发Table Miss表项（动作为drop）

 

1.6  配置OpenFlow定时器

控制器和交换机都会发送Echo request/reply报文，用于验证连接是否正常。

连接检测定时器用来定义发送Echo request报文时间间隔，当超过三次Echo request报文发送并且没有收到Echo reply报文，则交换机与控制器的连接断开。

重连定时器用来定义OpenFlow实例与控制器断开连接后下次开始重新连接的时间。

表1-24 配置OpenFlow定时器

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置连接检测定时器	controller echo-request interval interval-value	缺省情况下，发送Echo request报文的时间间隔为5秒
配置重连定时器	controller connect interval interval-value	缺省情况下，OpenFlow实例与控制器重连尝试的时间间隔为60秒

 

1.7  配置支持动态MAC地址

此功能仅在支持MAC-IP流表情况下，决定是否支持控制器在查询或者删除流表项时包含动态MAC地址。

表1-25 配置支持动态MAC地址

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置支持动态MAC地址	mac-ip dynamic-mac aware	缺省情况，不支持动态MAC地址

 

1.8  配置匹配慢速协议报文的高优先级流表项

本功能用来配置匹配慢速协议报文的高优先级流表项，动作为丢弃。慢速协议目前支持LACP、LAMP和OAM协议。

表1-26 配置匹配慢速协议报文的高优先级流表项

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置匹配慢速协议报文的高优先级流表项	protocol-packet filter slow	缺省情况下，未配置匹配慢速协议报文的高优先级流表项

 

1.9  配置OpenFlow报文的DSCP值

本功能用来配置OpenFlow报文的DSCP值。

表1-27 配置OpenFlow报文的DSCP值

操作	命令	说明
进入系统视图	system-view	-
进入OpenFlow实例视图	openflow instance instance-id	-
配置OpenFlow报文的DSCP值	tcp dscp dscp-value	缺省情况下，OpenFlow报文的DSCP值为10 本配置只对TCP连接生效

 

1.10  OpenFlow显示和维护

在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示配置后OpenFlow的运行情况。

表1-28 OpenFlow显示和维护

操作	命令
显示OpenFlow实例的详细信息	display openflow instance [ instance-id ]
显示OpenFlow实例的流表信息	display openflow instance instance-id flow-table [ table-id ]
显示OpenFlow实例的控制器信息	display openflow instance instance-id controller [ controller-id ]
显示OpenFlow实例的Group信息	display openflow instance instance-id group [ group-id ]
显示OpenFlow实例的Meter信息	display openflow instance instance-id meter [ meter-id ]
显示OpenFlow实例的概要信息	display openflow summary
清除控制器发送和接收报文的统计计数	reset openflow instance instance-id controller [ controller-id ] statistics

 

1.11  OpenFlow典型配置举例

1. 组网需求

·     创建OpenFlow实例1，把VLAN 4092和4094映射到OpenFlow实例中1，并激活实例。

·     使用VLAN 1作为OpenFlow与控制器通信的VLAN。

·     配置OpenFlow实例1连接的控制器，用来控制Switch上的流量转发。

2. 组网图

图1-7 OpenFlow配置组网图

3. 配置步骤

(1)     配置VLAN

# 创建VLAN 4092和4094。

<Switch> system-view

[Switch] vlan 4092

[Switch-vlan4092] quit

[Switch] vlan 4094

[Switch-vlan4094] quit

# 创建VLAN接口1并配置IP地址。

[Switch] interface vlan-interface 1

[Switch-Vlan-interface1] ip address 192.168.49.1 24

[Switch-Vlan-interface1] quit

(2)     配置GigabitEthernet3/0/1接口为OpenFlow实例1的实例接口

# 配置GigabitEthernet3/0/1接口的链路类型配置为Trunk，并允许VLAN 4092和VLAN 4094的报文通过。

[Switch] interface gigabitethernet 3/0/1

[Switch-GigabitEthernet3/0/1] port link-type trunk

[Switch-GigabitEthernet3/0/1] port trunk permit vlan 4092 4094

[Switch-GigabitEthernet3/0/1] quit

(3)     创建OpenFlow实例1并配置实例对应的VLAN

[Switch] openflow instance 1

[Switch-of-inst-1] classification vlan 4092 mask 4093

(4)     配置控制器1的IP地址为192.168.49.49，并激活实例

[Switch-of-inst-1] controller 1 address ip 192.168.49.49

[Switch-of-inst-1] active instance

4. 验证配置

# 显示实例详细信息。

[Switch-of-inst-1] display openflow instance 1

Instance 1 information:

 

Configuration information:

 Description   : --

 Active status : Active

 Inactive configuration:

  None

 Active configuration:

  Classification VLAN, total VLANs(2)

   4092, 4094

  In-band management VLAN, total VLANs(0)

   Empty VLAN

  Connect mode: Multiple

  MAC address learning: Enabled

  TCP DSCP value: 10

  Flow table:

   Table ID(type): 0(Extensibility), count: 0

  Flow-entry max-limit: 65535

  Datapath ID: 0x00010000fc002500

  Default table-miss: Drop

  Forbidden port: None

  Qinq Network: Disabled

  Tcp Nsr: Enabled

Port information:

 GigabitEthernet3/0/1

Active channel information:

 Controller 1 IP address: 192.168.49.49 port: 6633

1.12  附录 A 应用限制

1.12.1  Flow Entry的限制

1. 匹配的限制

(1)     VLAN匹配

在使用VLAN划分OpenFlow实例的情况下，对VLAN的匹配存在一定的限制。

表1-29 VLAN匹配项列表

VLAN	MASK	匹配的报文
-	-	匹配在OpenFlow实例VLAN内的所有报文
0	-	匹配无VLAN tag的报文，但是入接口的PVID必须是在OpenFlow实例内
0	有值	不支持
有效VLAN	-/有值	不支持
0x1000	-/非0x1000的值	不支持
0x1000	0x1000	匹配有VLAN tag的报文，但是该VLAN tag必须在OpenFlow实例内
有效VLAN | 0x1000	-/有值	根据VLAN+MASK进行匹配，前提是VLAN+MASK必须在OpenFlow实例内
其它	其它	不支持

 

(2)     协议报文的匹配

对于协议报文，一旦相关的协议配置使能后，协议报文不会进入OpenFlow转发处理，仍然由相关协议进行处理，但是对于LLDP报文比较特殊，对于LLDP报文的使用限制请参见1.12.5  。

(3)     MetaData的匹配

MetaData用于流表间的匹配信息传递，在非第一级流表支持下发MetaData的匹配，如果Controller在第一级流表下发了MetaData的匹配项，Switch返回不支持。

2. Instruction的限制

(1)     Clear actions的限制

·     单级流表的情况下，支持Clear actions。

·     多级流表的情况下，仅第一级流表支持Clear actions与其它instruction的动作配合，后续流表仅支持单独下发Clear Actions。

(2)     Apply actions的限制

不支持Action List中包含多个Output的情况，仅支持一个Output时，请参见1.12.2  。

(3)     Write MetaData/MetaMask

在且仅在非最后一级流表的情况下，Switch支持Write MetaData/MetaMask的操作，否则Switch返回不支持。

(4)     Go To Table

在且仅在非最后一级流表的情况下，Switch支持Go To Table的操作，否则Switch返回不支持。

1.12.2  Action List和Action Set整合的限制

OpenFlow Switch设备整合Action Set和Action List为Action Set，其整合原则如下。

1. 非Output Action

Action List和Action Set中的Action（除Output和Group外）如果不存在冲突，则全部保留为Action Set；如果存在冲突，则以Action Set的动作替换Action List中的动作（其原因是Action List要执行在Action Set之前）。

2. Output Action

·     当Action List和Action Set中都存在一个Output的Action时，Action List中的Output发送的报文不会对报文进行任何修改，其执行顺序最优，Action Set中的Ouput会执行Action List和Action Set中的所有修改。

·     当Action List和Action Set中仅存在一个Output的Action时，该Output为报文出接口，执行顺序按照Action Set的顺序。

·     当Action List中存在一个Output的Action，Action Set中存在一个Group的Action（Output的Action存在与否都可以）时，Action List中的Output发送的报文不会对报文进行任何修改，Group在Action Set中。

·     其它情况，不支持。

1.12.3  Packet Out的处理限制

OpenFlow保留口在Packet out消息中的支持情况，如表1-30所示。

表1-30 Packet out消息中保留接口的支持情况

类型	入端口	出端口 （入端口为保留口）	出端口 （入端口为物理接口或逻辑接口）	说明
ALL	不支持	支持	支持	报文从所有接口发送
Controller	支持	不支持	不支持	报文上送控制器
Table	不支持	支持	支持	报文重新进入流表进行匹配
In Port	不支持	不支持	支持	报文从入接口转发
Any	不支持	不支持	不支持	接口通配描述，不能作为入接口以及出接口
Local	不支持	不支持	支持	报文上送本地CPU
Normal	不支持	不支持	支持	报文正常转发
Flood	不支持	支持	支持	报文广播发送

 

1. 入接口限制

在Packet out消息中Output为Normal、Local或In port时，入接口只能是设备上的物理接口或者逻辑接口，不能是OpenFlow保留口。

2. Buffer ID和报文内容同时存在的处理

在Packet Out消息中如果同时存在Buffer ID和报文，OpenFlow Switch只会获取Buffer ID对应的缓存报文进行处理，忽略消息中携带的报文。

3. 无VLAN Tag报文的处理

·     如果Packet Out消息中的报文没有VLAN tag，则OpenFlow Switch将入接口的PVID作为报文所在的VLAN进行转发处理。

·     如果入接口不是设备上的接口，且Output是设备上的接口，则使用出接口的PVID发送。

·     如果入接口不是设备上的接口，且Output是保留口Flood和All，请参见4. 的处理。

4. 出接口限制

Packet Out中指定的Output为保留口的Flood和All时的处理机制

(1)     出接口为Flood的情况

·     Packet Out的报文携带VLAN tag，则报文在该VLAN内广播。

·     Packet Out的报文没有携带VLAN tag，但是入接口是OpenFlow Swtich上的接口，则报文在入接口的PVID内广播。

·     Packet Out的报文没有携带VLAN tag，并且入接口是Controller，则报文在所有OpenFlow接口发送一份。

(2)     出接口为All的情况

·     Packet Out的报文携带VLAN tag，则报文在该VLAN内广播。

·     Packet Out的报文没有携带VLAN tag，无论入接口是什么接口，报文都在所有OpenFlow接口发送一份。

1.12.4  Packet in的处理限制

1. 报文VLAN tag处理

对于Packet in消息中的报文：

·     上送时如果其VLAN tag与该报文入接口的PVID相同，那么该报文的VLAN tag会被删除。

·     上送时如果其VLAN tag与该报文入接口的PVID不同，那么该报文的VLAN tag不会被删除。

2. 报文缓存限制

·     对于上送原因是No Match的报文支持缓存，缓存大小是1K个报文。

·     对于其它上送原因的报文不支持缓存，整个报文都会被上送，并且Cookie是全F。

1.12.5  匹配LLDP报文的限制

OpenFlow网络可以通过LLDP发现拓扑，对于匹配LLDP报文存在如下限制：

·     设备上必须全局使能LLDP。

·     LLDP报文匹配后上送Controller不受实例限制，只要收到报文的接口在OpenFlow实例内，并且实例内有匹配LLDP报文并上送Controller的表项，则LLDP报文就会在该实例上送Controller。

1.12.6  Flow Mod的限制

1. Table Miss表项的添加、修改和删除

·     Switch在激活后会默认生成Table Miss表项，其动作是Drop，默认表项不能够被Controller通过Modify的动作修改，不能被Controller通过Mulipart消息查询到，仅能由Controller通过Add进行添加Table Miss的动作进行修改。

·     Table Miss表项仅能通过严格匹配进行修改和删除，在非严格匹配的情况下，即使匹配项是通配也不能够操作Table Miss表项。

·     Table Miss表项被删除后，会生成默认的Table Miss表项，其动作是Drop。

2. 普通表项的添加、修改和删除

·     在非严格匹配的情况下，不支持通过match域为通配修改所有普通流表项。

1.13  附录 B MAC-IP流表

OpenFlow Switch支持两种类型的Flow Table，MAC-IP类型和Extensibility类型。允许通过命令行指定Table ID，Flow Table会根据Table ID进行排序。Flow Table需要重新激活后才能生效。

MAC-IP流表是使用MAC地址表项和路由表项实现Flow Table；Extensibility表使用TCAM或者软件实现Flow Table。

1.13.1  MAC-IP流表支持能力

必选的能力是Controller下发时必须携带的匹配或者动作项；可选能力是下发时可携带可不携带，如果不携带，则由switch默认添加匹配或者动作项。

二层表项使用MAC地址表实现，其支持能力如表1-31所示。

表1-31 MAC-IP流表二层表项支持能力

支持项	能力
必选匹配项	·     VLAN ·     单播目的MAC地址
可选匹配项	无
必选动作项	指定出接口
可选动作项	·     Go to table（在多级流表存在的情况下，即使Controller不下发，Swtich上默认下发该动作） ·     Write Meta（在多级流表存在的情况下，即使Controller不下发，Switch上默认下发目的MAC匹配的MetaData）

 

三层表项使用路由表实现，其支持能力如表1-32所示。

表1-32 MAC-IP流表三层表项支持能力

支持项	能力
必选匹配项	·     VLAN ·     单播目的IP地址
可选匹配项	单播目的MAC地址（如果下发，目的MAC地址需要是匹配VLAN的虚接口MAC地址）
必选动作项	·     指定出接口 ·     修改VLAN ·     修改目的MAC地址
可选动作项	·     修改源MAC地址（源MAC地址会修改为目的出接口所在VLAN虚接口的MAC地址） ·     TTL减1 ·     Go to table（在多级流表存在的情况下，即使Controller不下发，Swtich上默认下发该动作） ·     Write Meta（在多级流表存在的情况下，即使Controller不下发，Switch上默认下发目的IP地址匹配的MetaData）

 

1.13.2  MAC-IP流表的限制

MAC-IP流表的Flow Entry有一定的限制，Controller需要遵循这些限制下发表项，否则可能会造成转发错误。

二层表项的限制如表1-33所示。

表1-33 MAC-IP流表二层表项限制

表项类型	限制
匹配项限制	目的MAC地址不是本机MAC地址
动作项限制	出接口属于匹配的VLAN

 

三层表项的限制如表1-34所示。

表1-34 MAC-IP流表三层表项限制

表项类型	限制
匹配项限制	·     匹配的VLAN所对应的VLAN虚接口UP ·     目的MAC地址是匹配VLAN的MAC地址 ·     目的IP地址不是本机IP地址
动作项限制	·     指定出接口属于目的VLAN ·     目的MAC地址不是本机MAC地址 ·     如果修改源MAC地址，源MAC地址必须是目的出接口所在VLAN虚接口的MAC地址

 

 

1.13.3  MAC-IP流表的Table Miss

MAC-IP流表的Table Miss支持下列Output Action：

·     Go To Table：进入下一级流表；

·     Drop：丢弃报文；

·     Controller：报文上送Controller；

·     Normal：报文正常转发。

1.13.4  Dynamic aware

在支持MAC-IP流表的情况下，Switch支持Controller获取和删除动态MAC地址表项。

Controller可以通过指定VLAN、单个MAC或者单个MAC与VLAN来获取和删除动态MAC地址表项。

1.13.5  MAC-IP Table与Extensibility Table的配合

MAC-IP Table 和 Extensibility Table通过MetaData/Mask可以实现多级流表。

MAC-IP Table支持Write MetaData/Mask，Extensibility支持Match MetaData/Mask。

MetaData Mask每个Bit表示不同的含义，MetaData中对应的Bit位置位表示匹配，未置位表示通配，具体参见表1-35。

表1-35 MetaData Mask含义

MetaData Mask Bit	含义	MetaData
Bit 0	目的MAC	1，置位，表示匹配到目的MAC
		0，未置位，表示未匹配到目的MAC
Bit 1	源MAC	1，置位，表示匹配到源MAC
		0，未置位，表示未匹配到源MAC
Bit 2	目的IP	1，置位，表示匹配到目的IP
		0，未置位，表示未匹配到目的IP
其他	保留	保留

 

2. 配合限制

Extensibility表和MAC-IP表配合时：

·     当Extensibility表中的Output动作不是Normal时，MAC-IP表不会生效，所有动作根据Extensibility表进行处理；

·     当Extensibility表中的Output动作是Normal时，Output动作根据MAC-IP表进行处理，其余动作根据Extensibility表进行处理。