摘錄自：http://www.tuicool.com/articles/uuaMri
Openflow標准定義了控制器與交換機之間的交互協議，以及一組交換機操作。這個控制器—交換機協議運行在安全傳輸層協議(TLS)或無保護TCP連接之上。Openflow使用TCP端口6633或6653。
每個流表中每個流條目包括三個部分：
(1)匹配match—使用ingressport，packetheader以及前一個flow table傳遞過來的metadata；
(2)計數counter---對匹配成功的包進行計數；
(3)操作instruction—修改actionset或者流水線處理
交換機針對SDN有一個比較重要的消息類型：Packet-In，主要針對未知數據流無法命中流表的時候，作上送控制器的操作。
同樣，SDN控制器也有一個比較重要的消息類型：Packet-Out，主要針對下游SDN被管理設備，用於控制器指定從交換機的特定端口發送數據包，或者用於轉發通過Packet-in消息接收到的數據包。Packet-Out報文中包含明確的Action動作。
SDN Controller通過Openflow和LLDP發現整網拓撲：
背景闡述：
① 所有交換機彼此互聯
② 交換機通過帶外方式（或網管網方式）連接Controller
③ 交換機均使用Openflow協議。Openflow使用TCP端口6633或6653作為接收的監聽端口。目前最新Openflow協議為1.5.1，詳見ONF的spec。（https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/sdn-resources/onf-specifications/Openflow/Openflow-switch-v1.5.1.pdf）
④ 無特殊Controller指定，各類型都OK
那對於傳統交換機而已，正常情況他們是通過LLDP等類似的鄰居發現協議發現彼此網絡設備，形成整網拓撲。而在SDN環境中，設備是無腦的，此時需要借助Openflow和LLDP同時工作，來保障Controller環境下能夠對全網進行拓撲發現。
工作流程介紹：
① 交換機連線至Controller，通過電信號，Controller發現有支持Openflow的SDN交換機接入，此時，Controller能夠發現三台SDN交換機接入了。注意，此時三台設備之間的組網環境Controller是不清楚的。
② Controller通過packet-out報文，封裝LLDP報文進Openflow，分別分發給每個交換機。此時的packet-out報文中含有動作：分發LLDP報文從交換機的每個端口發出去。
③ 此時交換機A根據Controller的動作指令，將LLDP報文從交換機所有接口發出去。交換機B和交換機C此時都能收到這個報文。
④ LLDP報文經過交換機之間的互聯鏈路到達對端SDN交換機。而此時正因為交換機是SDN無腦交換機，他對於報文的處理都是上送Controller而非本地操作。則此時接受到LLDP的對端交換機會將LLDP報文再次封裝，封裝進packet-in，並上送至Controller。
⑤ 此時Controller收到對端SDN交換機封裝的packet-in報文，報文里包含原本的LLDP報文。此時Controller就已經知道所有的拓撲連接關系了。
SDN控制器對於ARP報文的處理:
背景闡述：
① 網絡拓撲已發現
② 控制器采用ODL（OpenDayLight）
③ 本地主機H1（10.0.0.1）和對端主機H2（10.0.0.2）均連接於SDN交換機下面
④ 整個過程是H1請求H2的ARP，H2響應H1
整個解析過程
① H1去pingH2，即10.0.0.1去ping10.0.0.2。因為沒有H2的MAC，此時需要做一次ARP解析。此時ARP請求（原本是廣播）被SwitchA通過Openflow形式單播上送給Controller（packet-in報文）
② Controller收到H1的ARP請求，記錄H1位於Switch A下游，且記錄相關的位置信息。
③ 正因為Controller有所有交換機的拓撲及位置信息，此時Controller會給全網中每台SDN交換機都發送一個10.0.0.0/8網段的ARP請求消息，來請求10.0.0.2的MAC地址。但源IP並非10.0.0.1，而是Controller的網關地址，此處為10.0.0.254。此時報文均為packet-out，即通過Controller手工泛洪，但此泛洪是有選擇性的，只針對同網段（10.0.0.0/8）
④ 所有交換機都能收到此ARP單播請求，而只有Switch B會做出回應，因為H2接在Switch B下游。此時通過packet-in，所有SDN交換機會將此ARP泛洪發送到同網段的端口。
⑤ H2收到此時的ARP請求，正常做出回應。
⑥ Switch B收到H2的ARP響應，無腦上送到Controller。Controller收到ARP響應，發現正是前面發出的ARP請求的響應報文。記錄此時的H2位置信息及ARP信息。
⑦ Controller通過Openflow將ARP響應回應給Switch A，Switch A將報文回送給H1。
此時做個小結，Controller已經完整知道SwitchA/SwitchB/H1/H2的位置信息及MAC/ARP信息。SwitchA/H1知道完整的ARP/MAC信息。而SwitchB也有H1/H2的完整IP。唯獨H2此時只知道H1的IP，而不知道H1的MAC。
⑧ H1的整個ARP請求過程已經完成。接下來要輸送ICMP請求報文。報文經由Switch A正常輸送到H2（此時是實際轉發流量，而且Switch A已有完整轉發路徑，不需要再上送Controller）
⑨ H2收到ICMP報文，想要回應，但是沒有H1的MAC，需要再次做ARP請求。此時H2請求H1的MAC地址，報文被Switch B上送Controller，Controller已有H1的MAC，則Controller做出回應，將H1的MAC回應給H2。
⑩ H2收到ARP，則整個過程完整。回應ICMP報文。整個業務流打通。
可以看到，最關鍵的應該是第三步，即Controller發送偽裝ARP報文給全局同網段交換機，以此來實現ARP廣播的同樣效果。但也正是這樣一個看似合理的安全行為，帶來了很多不安全的隱患。可以想象，Controller有幾種方式可以獲取終端主機的MAC情況：1.通過免費ARP的方式、2.定時申請下游終端的MAC方式，都可以保證對下游終端MAC的始終更新。
但同樣，集中Controller的方式也帶來了單點安全的風險考慮，一旦一台下游主機中毒，不斷變化自己的MAC不斷做出更新動作，此時會極大消耗Controller的資源，形成DOS攻擊。同樣，Controller的安全如果不是很堅固，則一旦被攻破，所有終端信息一覽無余。