交換機轉發面詳解：
OpenFlow交換機轉發面內部（即交換芯片）在邏輯上由兩部分組成：端口port和流表Flow Table。跟Controller通信的通道Controller channel可以認爲是一個特殊的port，一個交換機可以有多種端口，也可以有很多級流表；
在OpenFlow協議中，Controller通過一套標準消息接口，告訴交換機，當報從哪些port進來，就要去查那張流表，匹配到一條流表項（Flow Entry）之後，就要去執行這條流表項所規定的指令，然後要麼直接轉發出去要麼丟棄，要麼繼續去查找下一個指定的流表（由匹配到的這條流表項來指定），然後重複這個過程，知道報文被轉發或者丟棄；
流（Flow）：指在一段時間內，經過同一個網絡的一系列具有相同屬性的順序發送的報文集合；
流有老化時間，如果具有相同屬性的報文隔了足夠長時間發，假設這個時間已經超過了老化時間了，那對於交換機來說，這已經是一條新的流了；
流表（Flow Table):流表就是芯片中一張張的轉發表，每一張流表都由很多條流表項組成，比如一張流表有16K，就是說這張流表有16K條流表項；
流表項（Flow Entry）：流表項是流表的最小單位，每條流表項對應了網絡中傳輸的一條流，流表項是OpenFlow中最核心的元素，根據OpenFlow的標準，每條流表項的組成部分如下：
Match Field 匹配字段
Priority 優先級
Counter 計數器
Instruction 指令
Timeout 超時時間
Cookie 附屬屬性
這裏的流表項的組成部分是指Controller 和交換機之間傳輸的數據結構，是對流表項的邏輯描述，並不是跟芯片轉發表中的實際字段一一對應；
Match Field 匹配字段：
匹配字段包括保溫本身的信息（如MacDa，MacSa,Vlan,IPDA,IPSA等）以及跟報文關聯的字段（如報文進來的port，前一張流表傳過來的屬性數據），同一張流表中，裏面不同的流表項的匹配字段可以是不同的，也可以相同；
Priority 優先級：
一個報文在流表進行匹配查找的時候，是從上到下順序查找的，優先級就是用來標誌流表項之間的順序關係的，優先級相同的流表項是平等的，沒有順序關係；Controller往交換機下發流表項的時候，用優先級告訴交換機該條流表項在流表中存放的相對位置；
Counter 計數器：
計數器是管理員用來觀察監控網絡負載情況的非常重要的工具，原則上每條流表項都應該對應一個計數器，來表示屬於這條流的報文已經收到了多少個以及各種其他統計數據（比如多少字節，多少錯誤的包等）
Instruction 指令：
OpenFlow裏面定義的指令有以下幾種：
Meter：用於測量該Flow的速率並執行相應的動作。按照OpenFlow標準術語，每個Meter包含幾個Band，每個Band對應一個Rate（速率）和動作，Band的意思是如果所測量的Flow速率超過了指定的Rate，就執行相應的動作，動作可以是drop（丟包）或者dscp remark（改寫IP頭部中的dscp值）；
Apply-Action：立即對報文執行一個Action List（動作列表）裏面指定的所有Action，這些Action執行的結果可能影響也可能不影響下一級流表查找；Apply-Action的一個例子是，每條流都出一個Counter(計數器），立即匹配該流對應的報文數量進行統計；
Write-Action：並不立即對報文執行動作，而是把一個Action list裏面的多個action放到一個action set動作集合中，等到所有流表都出來完了，再一次性處理這個action set裏面所有action；如果不同的流所放的action有衝突，那麼後面的覆蓋前面的；
Clear-Action:如果某條流想把前面的所有流表處理後產生的所有Action Set都清除掉，就要執行Clear-Action的指令；
Write-metadata（metedata可意譯爲描述信息）：代表一條流獨一無二的特徵ID；用來在多級流表之間傳遞以達到關聯多級流表的目的。
Goto-Table：繼續下一級指定流表的處理。唯一一個要求必須支持的指令；只支持單級流表的時候，這個指令沒有意義；
Timeout 超時時間：
每套流表項可以被老化，timeout就是表示該流的老化時間。OpenFlow定義了兩種老化時間，hard timeout和idle timeout 前者標識從該流表項創建開始，到了這麼長時間後，無條件刪除；後者表示，如果在這麼長時間內，沒有任何報文匹配過該流表項，那就刪除；前者可以靠軟件做，後者可以必須要靠硬件來做；
Cookie 附屬屬性：
Cookie是被Controller向Switch來傳遞流表項相關的操作信息的，比如修改Flow，刪除Flow等；這個屬性不會在報文轉發的時候被使用，僅僅用於Controller和交換機之間傳遞消息；
端口：OpenFlow中定義三大類端口：
物理端口（Physical Port）：交換機面板上所有對外可見的物理端口（帶外管理端口除外）；邏輯端口：的一個例子就是，Tunnel；保留端口裏面有多種端口，Controller Channel（連接Controller的通道，可以是帶內業務口，也可以是獨立的帶外管理口）就是一種保留端口；
組group：
類似 Flow Table；
group中有一個詞bucket，bcket指一個action list；
ALL 意思是轉發到該group所包含的所有bucket中，可以使用組播實現；
Select：意思是轉發到該group所包含的所有bucket中的一個；
Indirect：在多個Flow中共享Action，這種類型的Group只包含一個Bucket
Fail-over：保護倒換，就是在正常狀態中，報文只從這個group的一條路徑轉發出去，一旦這條路徑斷了，備份路徑馬上頂上；
Controller和交換機之間的消息：分爲三類，分別是Controller-to-Switch消息，Asynchronous（異步消息）（就是Swich-To-Controller消息）、Symmetric（對稱消息）
1.Controller-To-Switch消息：
從Controller 發往Switch：
Features：Controller用這個消息類型詢問交換機能支持的類型
Configuration：Controller用這個消息類型配置交換機或者查詢交換機配置參數
Modify-State：Controller用這個消息類型來操作流表（add/delete/modify）和group表，以及Ports屬性等；
Read-State：Controller用這個消息類型來獲取交換機各種狀態消息，如Counter
Packed-out：Controller用這個消息類型向外發送匹配某條流表項的數據報文；
Barrier：Controller用這個消息類型保證一些其他消息之間的順序；如B消息依賴與A，那麼Controller先朝交換機發送消息A，然後在發送一個Barrier消息，交換機等消息A被執行完後才發送一個對Barrier消息的回覆，Controller收到回覆後，纔會繼續發送消息B；
Role-Request：當交換機連了多個Controller的時候，Controller用這個消息類型向交換機通告自己的角色；
Asynchronous-Configuration：用於Controller告訴交換機對交換機發來的哪些消息感興趣；
2.Asynchronous（異步）消息：
用於交換機想Controller發送，Switch-To-Controller
Packet-in：當有報文匹配某條流表項，該流表項action是output to Controller-Port時，這個報文就被通過Packet-in的消息發送到Controller
Flow-removed：當某個流表項被刪除的時候（老化或者Controller主動要求刪除），一個Flow-removed的消息就會被髮送到Controller；
Port-status：當端口狀態發生變化的時候，交換機用這個消息類型告訴Controller通告狀態變化，比如Link down/up；
Error：當交換機發生了一些錯誤的時候，發送這個消息到Controller；
3.Symmetric（對稱消息）：
可以由任何一方發起：
Hello：Controller或者交換機啓動的時候，互發hello消息，通知對方啓動了；
Echo：通過發Echo以及得到reply，確認對方的連接沒有問題，也可以用來測量連接延時；
Experimenter：用來讓產家進行私有擴展。
Controller的三種角色：
Master：一臺交換機所連接到的所有Controller中，只能有一個Master，他對交換機擁有完全的操作權限；
Slave：一臺交換機所連接到的所有Controlller中，可以有多個Slave，它們對交換機只有讀取狀態和被動接受交換機消息的權限，不能對交換機進行配置；一旦Master死掉，其中一臺Slave就會被選舉爲Master，接替原來Master繼續工作，每個Slave可以接受不同的消息類型，從而在個Slave之間進行負載分擔；
Equal：有的網絡希望有多個Controller都能對交換機進行配置，以便負載分擔，這種情況，這些Controller可以被配置爲Equal角色，一臺交換機允許同時連接到多個Equal角色的Controller，這些Controller對交換機擁有跟Master一樣的功能；
OpenFlow系統性能指標：
交換機處理帶寬：芯片決定，無法優化
流表項數量：芯片決定，無法優化
流表項下發能力：即每秒能安裝多少條流表項；這個指標跟OpenFlow交換機收包/處理包能力、芯片SDN對流表項處理能力，Contoller軟件處理以及CPU主頻有很大關係；可以通過提高CPU主頻或者優化軟件來提高；
To-Controller報文轉發：有些報文在交換機裏面匹配到某條流表項，這條流表項的動作把報文發送到Controller，Controller經過處理後可能會在把報文通過交換機轉發出去；這個轉發性能決定Controller和交換機兩個元素；
OF-Config：
配置OpenFlow Controller地址；
隊列（Queue）和物理端口（Physical Port）的配置管理；
邏輯端口（Tunnel）的創建和管理；
Controller和交換機之間通信通道的創建和配置，包括安全認證；
交換機的能力發現；
目前OF-Config市場接受度很低；要完成上面的工作有三種做法：
一、使用命令行來配置
二、使用廠商的私有方案
三、重新定義另一種協議，(最著名的是Nicira公司的OVSDB）