背景介紹
隨着雲計算和虛擬化技術的發展，網絡架構正在發生深刻地變革，軟件定義網絡（SDN - Software Defined Network）無疑是下一代網絡的“范式”。
如何實現SDN呢？OpenFlow是目前最流行的SDN實現方式，具體而言有三種：
1、OpenFlow商業交換機，如思科、Juniper Network、盛科等廠商；
2、基於FPGA實現OpenFlow協議；
3、純軟件OpenFlow交換機實現，如Open vSwitch技術；
SDN(Software Defined Network)
SDN是由美國斯坦福大學Clean-Slate課題研究組提出的一種新型網絡創新架構，是網絡虛擬化的一種實現。其核心技術OpenFlow通過將網絡設備的控制面與數據面分離開，從而實現網絡流量的靈活控制。
如上圖，數據面就是交換機和路由器硬件，SDN控制器負責整個拓撲網絡的轉發鏈路規划，這樣可以形成統一的管理。
OpenFlow
OpenFlow是一個協議，可以理解為SDN的一種實現，通過Flow Table來描述報文轉發規則，以下是OpenFlow 1.2定義的Flow Table結構：
- Match Fields：報文匹配字段，包括MAC地址、以太網類型、IP協議類型、IP地址、UDP端口號等
- Priority：報文優先級，多個匹配項中按照優先級匹配
- Counters：匹配的次數
- Instructions：匹配后的操作，如報文編輯、轉發屬性
- Timeout：該Flow Table在交換機中存在的時間
- Cookie：控制器預留的信息，與報文（數據流）處理無關
除了Flow Table之外，還有Group Table、Meter Table等，這些表結構都可以在協議手冊中找到。
此外，為了與控制器（Controller）進行通訊，OpenFlow協議還定義了一套交換機與控制器的通訊協議——OpenFlow Channel，這個協議包括：
- Controller-to-Switch：控制器操作交換機
- 異步通信（Asynchronous）：交換機提交特定報文處理
- 對稱通信（Symmetric）：控制器與交換機互相調試
Open vSwitch
Open vSwitch可以理解為一個虛擬交換機，其架構如下：
如上圖所示，Open vSwitch就是利用OpenFlow協議設計的虛擬交換機，其報文轉發的規則完全依賴Flow Table。
Open vSwitch內部實現近似於一個基於OpenFlow協議的SDN結構，可以將User Space當作控制面（Control Plane），Kernel層當作數據面（Data Plane）。