2017Z8009061077_李翔_DCell_Openflow1

在SDN（Software Defined Networking，软件定义网络）领域，Openflow是一种重要的协议，它定义了控制器与转发设备之间的通信规范，以实现网络的集中管理和动态编程。本篇将重点讨论Openflow的转发模型以及其两种主要的工作模式：主动模式和被动模式。 1. 递归层次结构与DCell网络 DCell是一种网络拓扑结构，它基于分层次的递归设计，以提高网络的可扩展性和资源利用率。在这个例子中，DCell0的服务器数量为4。每递归一层，网络的规模都会按照一定的规则增长。计算每一层的服务器数遵循公式：T[k+1] = T[k] × (T[k] + 1)。从DCell0开始： - DCell1：T[1] = 4 × (4 + 1) = 20 - DCell2：T[2] = 20 × (20 + 1) = 420 - DCell3：T[3] = 420 × (420 + 1) = 176820 - DCell4：T[4] = 176820 × (176820 + 1) = 31265489220 因此，当递归到DCell4时，网络总共能支持的主机数为312,654,892,200个。 2. Openflow转发模型 Openflow转发模型定义了数据包在SDN环境中的处理方式，它包括两种主要的工作模式： (1) 主动模式（Proactive Mode） 在主动模式下，SDN控制器会预先将完整的Flow表信息发送给数据平面的交换机。当数据包到达交换机时，交换机会依据Flow表进行转发。如果找不到匹配的条目，则丢弃该包。控制器负责定期更新Flow表内容。 优点：由于数据平面无需等待控制器的响应，转发时延显著降低，提高了网络效率。 缺点：对Flow表的容量要求较高，因为需要预先存储所有可能的数据流信息。 (2) 被动模式（ Reactive Mode） 被动模式下，网络设备在接收到数据包且Flow表中没有匹配项时，会将该包转发至控制器。控制器分析数据包，决定转发策略，并将新的Flow表条目下发给交换机。 优点：节省了TCAM（Ternary Content-Addressable Memory）空间，因为只在实际流量出现时才创建和存储流表，且过期的条目可以自动删除。 缺点：首次处理数据包（first packet）的延迟较高，因为需要等待控制器的决策和Flow表的更新。 两种模式各有优劣，适用于不同的网络场景。主动模式适合对时延敏感的网络应用，而被动模式则更适用于资源有限或需要动态调整的网络环境。选择哪种模式取决于具体的网络需求和性能优化目标。