OpenFlow Switch学习笔记(六)——Instructions和Actions

  本文主要重点讨论OpenFlow Switch规范的指令集,它们深刻影响着数据包在Switch中的处理行为,下面开始从以下几个部分谈起。

 

1、Instructions

  每一个Flow Entry里都包含有一系列的Instructions,这些Instructions会在与该Flow Entry成功匹配的数据包上执行,进而导致数据包头信息的修改、Action Set的更新或者改变Pipeline Processing的处理行为。Instructions大致有下列几种类型,OpenFlow Switch不需要支持所有的类型,但是加黑的类型必须得支持:

1)Meter meter_id:将数据包直接转发给指定的Meter处理。

2)Apply-Actions action(s):立即对数据包执行指定的action(s),而不是将这些action(s)更新到Actions Set中。这些action(s)可能会修改数据包的信息,它们以Action List的形式组织。

3)Clear-Actions:立即清除Actions Set中的所有action(s)。

4)Write-Actions action(s):将指定的action(s)合并到当前的Actions Set中;如果给定类型的action当前已经存在于Actions Set中,那么会覆写,否则直接加入。

5)Write-Metadata metadata/mask:将指定的metadata值写到当前的Metadata值域中。

6)Goto-Table next-table-id:指定了在Pipeline Processing中的下一张Flow Table。这里的table-id必须大于当前的Flow Table id,并且Pipeline的最后一张Flow Table中不能含有这个指令;如果仅有一张Flow Table的OpenFlow Switch也不能支持该指令。

  每一个Flow Entry里每种类型(如上列表)的Instruction最多只能有一个,并且这些Instructins必须得按照上述列表的顺序来依次执行。往往在实际上,唯一的限制就是 Meter 指令必须在 Apply-Actions  指令前执行,Clear-Actions 指令必须在 Write-Actions 指令前执行,Goto-Table 必须放在最后执行。

  一个OpenFlow Swtich必须拒绝它不能支持的Instructions的Flow Entry,并且发出一个unsupported flow error给Remote Controller。Flow Tables可能会不支持每一个match,每一个instruction或者每一个action。

 

2、Action Set

  Action Set是与每个数据包相关联的,初始时是一个空集合;一个Flow Entry可以通过Write-Actions或者Clear-Actions指令来修改Action Set,这个Action Set会在不同的Flow Table之间进行传递,当一个Flow Entry的Instructions里不包含Goto-Table指令时,那么整个Pipeline Processing就会在此Flow Entry停止,然后开始执行与该数据包关联的Action Set里所有的action(s)。

  同样地,一个Action Set里每种类型的action最多只有一个,action类型大致如下所示:

1)copy TTL inwards:在数据包上执行copy TTL inwards操作。

2)pop:pop出数据包里所有的tag。

3)push-MPLS:push MPLS tag到数据包里。

4)push-PBB:push PBB tag到数据包里。

5)push-VLAN:push VLAN tag到数据包里。

6)copy TTL outwards:在数据包上执行copy TTL outwards操作。

7)decrement TTL:降低数据包的TTL。

8)set:在数据包上执行set-fields操作。

9)qos:执行与qos相关的操作,比如set_queue。

10)group:转到指定的Group Table里继续执行其Action Bucket里的action(s)。

11)output:如果没有group action指定,那么将数据包转发到指定的port里。

  Apply-Actions指令会触发立即执行Action Set里的action(s),并且这些action(s)必须按照上述列表的顺序来依次执行,而不管这些action(s)加入到Action Set的顺序,另外output action一定要是最后执行的;如果一个Action Set里同时存在output action和group action,那么此时group action将优先被执行,而output action将会被忽略,反之,如果一个Action Set里都不存在output action和group action,那么该数据包将会被丢弃。如果OpenFlow Switch支持的情况下,Group Action Bucket是可以递归执行的,即Action Bucket是可以继续指定另一个Group。

 

3、Action List

   Apply-Actions指令和packet-out消息都包含有一个Action List,这些Action List里的action(s)会依照上文列表的顺序依次执行,并且执行的结果会立即累积地反映到数据包信息里,比如Action List里有两个push-VLAN的action,那么这两个VLAN tag都会被加入到数据包头里。如果Action List里包含有output action,那么基于当前状态的数据包会被克隆一份,进而该克隆体被转发到指定的port里;如果Action List里包含有group action,那么同样地基于当前状态的数据包会被克隆一份,进而该克隆体被转发到指定的Group里。

  当数据包的Apply-Actions指令执行完成后,Pipeline会继续在修改过的数据包上继续执行后续的处理,而Action Set不会因为Action List的执行被修改。

 

4、Actions

  OpenFlow Switch并不需要支持所有的Action类型,但是下面加黑的类型必须得支持:

1)Output:该action指将一个数据包转发到指定的OpenFlow Ports。

2)Set-Queue:该action指为一个数据包设置一个queue id。当一个数据包通过output action转发到某个port时,该queue id 决定了该数据包被放在哪个queue用来调度转发,此方式可以用来实现QoS支持。

3)Drop:没有显示的action来表示丢弃数据包,作为替代方案,如果一个数据包的Action Set里没有output action,那么将此数据包将会被丢弃。

4)Group:将数据包转发到指定的Group继续处理。

5)Push-Tag / Pop-Tag:Switch应该有能力支持下列的push-tag/pop-tag的操作:

6)Set-Fields:不同的set-fields action以其不同的field type来唯一标识,通过它可以修改数据包头的某些值域信息,比如VLAN tag的修改等。

7)Change-TTL:该action可以修改数据包头的IPv4 TTL,IPv6 Hop Limit 或者 MPLS TTL等信息,具体如下:

 

posted on 2015-07-07 13:51  CasonChan  阅读(...)  评论(...编辑  收藏

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