OpenFlow路由器实现方案研究.docVIP

 OpenFlow 路由器实现方案研究 郭宝山，王振凯** （北京邮电大学信息与通信工程学院，北京 100876） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：OpenFlow 是一种可以对网络交换机和路由器的转发表进行远程控制的开放接口，利 用它可以方便地构建 OpenFlow 交换机进而搭建试验网络。但目前 OpenFlow 尚不支持构建路 由器，极大地限制了 OpenFlow 的应用。本文就针对这一问题提出了一种构建 OpenFlow 路由 器的方案，通过定义新的 OpenFlow 动作处理链路层与网络层数据流，成功实现了路由器的 功能。同时说明了实现原理并给出了程序实现的伪代码，之后在 Mininet 中建立虚拟网络环 境进行了仿真测试，最后在实际网络中进行了验证试验 关键词：OpenFlow；交换机；路由器；Mininet 中图分类号：TP393 A Solution to Build OpenFlow Router GUO Baoshan, WANG Zhenkai (School of Information and Communication, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876) Abstract: OpenFlow is an open interface for remotely controlling the forwarding tables in network switches and routers. Upon this low-level primitive, researchers can build OpenFlow switch easily and furthermore experimental network. But there is no detail solution to build OpenFlow router, limiting usage of OpenFlow greatly. This article presents a solution to build OpenFlow router by defining new OpenFlow actions to handle packets of TCP/IP protocol. At the same time, this article gives the principle and pseudo-code. Then network simulation is done in Mininet, which is a virtual network environment. Finally demonstration test is executed in physical network. Keywords: OpenFlow; switch; router; Mininet 0 引言 OpenFlow 是一种可以对交换机和路由器的转发表进行控制的一种开放接口[1]，其提出 的目的是为网络研究人员提供一种可在现有网络中运行验证性协议的方法。OpenFlow 技术 基于以太网交换机，拥有一个流表处理和转发数据，并有一套向流表中添加和删除流的标准 接口。这样就赋予了研究人员对网络中数据流的控制和管理能力，提供了一种在网络中运行 新协议并进行验证的可行性方法。 OpenFlow 交换机的工作机制是将收到的数据包与流表中所有流进行匹配，对于匹配的 数据包则按照流的动作设定进行处理，对于不匹配的数据包则发送到远程的控制器 Controller，由 Contoller 决定处理方式。Controller 处理报文的方式是直接广播从交换机的所 有出口发送出去，这是交换机的典型工作方式，但是却不适于路由器的工作。要想将 OpenFlow 交换机配置成路由器工作，OpenFlow 交换机就需要能够处理 ARP、IP 报文，并 能够请求其他路由器或主机的 MAC 地址。由于 OpenFlow 是通过流对数据处理的，所以可 以通过定义新的流来实现路由器的功能。 本文定义了两个新的 OpenFlow 动作来处理 ARP 报文和网络层报文，既能够以流的方 式手动添加进 OpenFlow 交换机，也可以通过修改 Controller 控制器策略，由 Controller 自动 添加。这样 OpenFlow 交换机便具有了处理 ARP 报文和网络层报文的能力，向交换机中添 作者简介：郭宝山，（1987-），男，在读硕士研究生，下一代网络，虚拟化交换机、路由器。 通信联系人：王振凯，（1974-），男，副教授，从事下一代网