SDN控制器策略制定和表项下发

流表是SDN交换机进行数据包处理的最基本依据，他直接影响了数据转发的效率和整个网络性能。流表是由集中化的控制器基于全网拓扑视图生成并统一下发给数据流传输路径上的所有SDN交换机，因此，流表的生成算法成了影响控制器智能化水平的关键因素。
SDN交换机的流表机制打破了传统网络中的层次化概念，无论是源MAC目的MAC、VLAN
ID等传统的二层网络信息，还是源IP，目的IP等三层信息，或者是源TCP/UDP端口号、目的TCP/UDP端口号等4层信息，都被统一封装在流表中。因此，控制器需要针对不同层的网络传输需求，制定相应的转发策略并生成对应流表下发给交换机。
对于2层转发，在SDN网络中，MAC地址学习在控制器的链路发现过程中实现，根据2层信息进行数据包转发也比较容易实现，只需控制器以目的MAC地址为依据将对应的交换机转发端口号写入对应的交换机流表项中即可。
对于3层转发，在SDN网络中，控制器利用相关的路由算法计算出源和目的地址之间的路由信息，并以IP地址、MAC地址为依据，将对应的交换机转发端口号写入相应交换机的流表项中。
对于4层转发，在SDN网络中，4层数据包解析将在控制器中完成，并以TCP/UDP端口号、IP地址、MAC地址为依据，将对应的交换机转发端口号写入相应交换机的流表项中。
和传统网络一样，SDN控制器可以有效处理不同层次上的数据转发，可以至制定流表时，利用各个网络层次上的规则和算法，减少流表数量。不同的是，传统网络在各个设备本地进行相关算法的执行，通常只能根据设备自身所掌握的的有限局部链接情况进行数据处理决策;而SDN具有集中化管控的优势，控制器拥有全局的网络资源视图，因此更容易获得优化的算法执行结果。不过，这样做也会产生一些问题，例如在SDN系统中，所有数据流的转发过程都需要经过控制器进行决策，从而为控制带来繁重压力。
控制器对SDN交换机设备的控制是通过流表下发机制进行的，SDN控制器的下发有主动和被动2种模式。主动是指数据包在到达openflow交换机之前就进行流表设置，因此，当***个数据包到达交换机后，交换机就知道如何处理数据包了。这种方式有效消除了每秒钟能处理的数据量的限制，理想情况下，控制器需要尽可能的预扩散流表项。被动方式是指***个数据包到达交换机时并没有发现与之匹配的流表项，只能将其送给控制器处理。一旦控制器确定了相应的方式，那么相关的信息就会返回并缓存在交换机上，同时控制器将确定这些缓存信息的保存时限。
不同的流表下发模式具有各自的特点。主动的流表下发利用预先设定好的规则，避免每次针对各个数据流的流表项设置工作，但考虑到数据流的多样性，为了保证每个流都被转发，流表项的管理工作变得复杂，例如需要合理设置通配符满足转发需求。被动的流表下发能更有效的利用交换机上的流表存储资源，但在处理过程中，会增加额外的流表设置时间，同时一旦控制器和交换机之间的连接断开，交换机将不能对后续到到的数据流进行转发处理。
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