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南向接口协议第4章

4.1南向接口协议概述4.2OpenFlow协议4.3OF-Config协议4.4NETCONF协议4.5OVSDB协议4.6其他南向接口协议

4.1南向接口协议概述南向接口协议是控制器与交换机间信息交互的关键，其设计目标主要包括：1.收集数据平面信息，下发控制策略，指导转发行为。2.实现网络配置与管理。3.执行路径计算，涵盖链路属性、状态和拓扑信息。

4.1南向接口协议概述南向接口协议设计目标OpenFlow用于OpenFlow交换机与控制器的信息交互OF-Config用于OpenFlow交换机的配置与管理NETCONF用于网络设备的配置与管理OVSDB用于OpenvSwitch的配置与管理XMPP用于即时通信、游戏平台、语音与视频会议系统，openContrail控制器利用xMPP与vRouter进行信息交互PCEPPCEP为PCE和PCC之间的通信协议，实现路径计算I2RSI2RS体系架构中的南向接口协议OpFlex思科ACI体系中的策略控制协议

4.2OpenFlow协议转发和控制分离是SDN网络的核心特征，它允许网络管理和状态逻辑上集中，提高了可编程性、可控性和自动化能力，使用户能够根据业务需求灵活建立网络。实现这一分离的关键在于SDN控制器与数据转发层之间的通信接口标准。2009年，斯坦福大学的CleanSlate小组开发了OpenFlow1.0，提供了这一标准，并推出了参考交换机和NOX控制器。OpenFlow允许控制器直接操作网络设备的转发平面，无论这些设备是物理的还是虚拟的。OpenFlow迅速获得业界关注，2011年，ONF成立，推动SDN和OpenFlow的标准化。随后，包括Broadcom、Cisco、Juniper、HP在内的多家公司参与制定OpenFlow的后续版本，目前OpenFlow1.3是最广泛使用的版本。

4.2OpenFlow协议

OpenFlow组件由OpenFlow网络设备（OpenFlow交换机）、控制器（OpenFlow控制器）、用于连接设备和控制器的安全通道（SecureChannel）以及OpenFlow表项组成，如图所示。4.2.2OpenFlow组件SecureChannelFlowTableOpenFlowSwitchControllerSwitchOpenFlowProtocolSSL

4.2.2OpenFlow控制器OpenFlow控制器是SDN控制层的关键组件，主要分为两类：1.开源控制器：NOX/POX：最早的SDN控制器，POX是跨平台的Python版本。ONOS：面向企业级应用的稳定和灵活的操作系统。OpenDaylight：模块化开源框架，与多种平台集成。

4.2.2OpenFlow控制器2.商用控制器：由VMware、Cisco、H3C等厂商提供，常结合OpenFlow和其他协议。开源控制器通常专注于研究和教育，而商用控制器则面向实际部署，提供更全面的网络管理功能。

4.2.2OpenFlow交换机OpenFlow交换机由硬件表项和软件通道构成，分为：1.纯OpenFlow交换机：仅支持OpenFlow。2.混合OpenFlow交换机：支持OpenFlow和传统转发。支持多实例，每个实例独立控制流量。转发通过以下接口：1.物理接口：实际硬件端口。2.逻辑接口：如聚合、隧道。3.保留接口：专用于OpenFlow。

4.2.2OpenFlow表项OpenFlow协议最初只有单播表项，后来增加了组表和计量表等，增强了转发和QoS功能。OpenFlow流表匹配报文并执行操作，由以下组成：-匹配域：确定哪些报文匹配该表项。-优先级：高优先级的表项先匹配。-处理指令：定义匹配报文的处理动作。-统计数据：如计数器，用于跟踪流量。OpenFlow设备可以有多个流表，表项结构随版本更新而增强。

4.2.2OpenFlow表项Instruction处理MeterMeter对匹配到流表项的报文进行限速对匹配到流表项的报文进行限速Apply-ActionsApply-Actions立即执行Action立即执行ActionClear-ActionsClear-Actions清除动作集（ActionSet）中的所有Action。清除动作集（ActionSet）中的所有Action。流表项动作指令表如下：

4.2.3OpenFlow安全通道OpenFlow设备与Controller之间通过建立加密的O