這次我們主要討論下OpenFlow Switch的核心組件之一——Flow Tables，以了解其內部的 matching 以及 action handling 機制。下文將會分為幾個部分來逐步詳述OpenFlow Switch內部數據包的流轉機制。
1、Pipeline Processing
遵循OpenFlow Switch規范的OpenFlow交換機大致分為 OpenFlow-only 和 OpenFlow-hybrid 兩類。OpenFlow-only 交換機僅僅只支持OpenFlow規范定義的操作，所有經過該類交換機的數據包僅僅只能被 OpenFlow Pipeline 處理，而不能被其他方式處理。而 OpenFlow-hybrid 交換機既支持OpenFlow規范定義的操作，又支持傳統交換機規定的操作，比如傳統的L2交換、VLAN隔離、L3路由、ACL以及QoS處理等。該類交換機必須要提供一種除OpenFlow Switch規范約定的能將經過它的數據包轉發到OpenFlow Pipeline處理，也能轉發到Normal Pipeline處理特性之外的分類機制，比如交換機可以根據數據包的VLAN tag或者ingress port來決定使用某個Pipeline來處理，或者可能將所有的數據包直接轉發到OpenFlow Pipeline處理。OpenFlow-hybrid 交換機也可能將來自於 OpenFlow Pipeline 處理后的數據包通過 NORMAL 或者 FLOOD Reserved Port 轉發到 Normal Pipeline 繼續處理。
OpenFlow Pipeline由多個Flow Tables組成，而每個Flow Table又包含有多個Flow Entries。Pipeline Processing定義了數據包如何與這些Flow Tables進行交互，一個OpenFlow Switch至少得有一個Flow Table，或者有多個。當Pipeline有多個Flow Tables時，這些Flow Tables是按照數字順序排列的，起始索引號從 0 開始，任何進入到OpenFlow Switch的數據包都會從Pipeline的第一個Flow Table，即 Table 0 開始處理，后續的Flow Table可能會被使用到，而這依賴於Table 0中匹配成功的Flow Entry的輸出結果。
當一個數據包被一個Flow Table處理時，數據包會被逐次地依據Priority與該Flow Table里的所有Flow Entry進行匹配，當發現匹配成功的Flow Entry時，該Flow Entry相關聯的Instructions Set將會被執行，這些Instructions可能會將該數據包顯示地直接轉發到后續的其他Flow Table里（通過Goto指令）繼續處理，在那里繼續采取同樣的方式來處理數據包。這里需要注意的是，Flow Entry只會將數據包繼續往前（往索引號比當前大的Flow Table）轉發，而不會倒序轉發，因此，OpenFlow Pipeline的最后一個Flow Table不能再包含Goto指令，如果某個匹配成功的Flow Entry不能將數據包繼續轉發到后續的Flow Table，那么整個Pipeline Processing將在此終止，此時與該數據包關聯的Actions將會被執行，通常是數據包被轉發走。
假若一個數據包在一個Flow Table里沒有發現能夠匹配成功的Flow Entry，那么這叫作一次Table Miss，至於發生Table Miss后的動作取決於這個Flow Table的配置：1）直接丟棄，2）繼續轉發給后續的Flow Table，3）封裝成 packet-in 消息發送給Remote Controller。
2、Flow Table
一個Flow Table大致包含如下幾部分：
Match Fields：匹配域，可能包含ingress port、數據包頭信息以及前繼Flow Table傳過來的Metadata值域等
Priority：匹配優先級
Counters：計數器，統計與該Flow Entry成功匹配的包數量
Instructions：指令集，應用到與該Flow Entry成功匹配的數據包
Timeouts：在該Flow Entry過期前的最大有效時間或者空閑時間
Cookie：被Remote Controller用來篩選Flow Statistics、Flow Modification或者Flow Deletion行為的指示值
一個Flow Entry在Flow Table中通過Match Fields和Priority兩個字段來唯一標識（或稱為聯合主鍵）。這里注意，每個Flow Table中可能會有一個Table Miss Flow Entry，它是專門用來處理該Flow Table中沒有其他Flow Entry能否匹配成功的數據包的，它的特點是它的Match Fields能夠匹配任何數據包，並且Priority一定是0。
3、Flow Removal
Flow Entry可以通過三種方式從Flow Table里被移除：1）通過Remote Controller直接發送移除Flow Entry的消息，2）通過OpenFlow Switch的過期機制，3）OpenFlow Switch的逐出機制。OpenFlow Switch過期機制的運行行為獨立於Remote Controller，僅依賴於當前Flow Entries的狀態和配置。每一個Flow Entry有一個與之關聯的 idle_timeout 和 hard_timeout，如果 hard_timeout 值不為 0 ，那么OpenFlow Switch需要記住這條Flow Entry的生成時間，當其生存時間達到指定的 hard_timeout 時間時，將被逐出Flow Table，而不管之前有多少個數據包與之成功匹配；如果 idle_timeout 值不為 0 ，那么OpenFlow Switch需要記住最后一次與該Flow Entry成功匹配的時間，當超過指定 idle_timeout 時間仍未有能成功匹配的數據包，那么該Flow Entry將會被逐出Flow Table。
Remote Controller也可以發送 Flow Deletion 消息（OFPFC_DELETE 或者 OFPFC_DELETE_STRICT）給OpenFlow Switch；Flow Entries 也可能是由於Group或者Meter的移除而被移除。
當OpenFlow Switch需要回收資源時，Flow Entries 也有可能被逐出Flow Table。該機制對於OpenFlow Switch實現者來說是一個可選的特性，其必須按照規范來決定哪些Flow Entries被逐出，可能會依照Flow Entry參數、資源映射關系或者其他內部約束等。
當一個Flow Entry會移除時，OpenFlow Switch必須檢查該Flow Entry的 OFPFF_SEND_FLOW_REM 值，如果該值被設置了，那么必須發送一個Flow Removal消息給Remote Controller，每一個Flow Removal消息都包含一個完整的Flow Entry描述以及被移除的原因說明（過期、主要刪除或者被逐出）、直到刪除這刻該Flow Entry的生存時間以及統計數據等。