Openflow、TTP和OF-DPA的關(guān)系和介紹

作者簡(jiǎn)介：鄭敏先，任職于諾云信息系統(tǒng)（上海）有限公司，擔(dān)任售前工程師。從事SDN、白盒交換機(jī)和云計(jì)算相關(guān)產(chǎn)品的推廣工作。

Openflow

Openflow 1.0 規(guī)范于2009年發(fā)布后被芯片廠商當(dāng)成新生事物來(lái)看待，芯片廠商并沒(méi)有立即開(kāi)發(fā)面向Openflow的全新芯片。因?yàn)镺penflow太超前的理論和現(xiàn)實(shí)存在巨大的鴻溝：Openflow 和傳統(tǒng)的交換機(jī)芯片架構(gòu)存在根本性差異，廠商如果100%遵從該規(guī)范的話，單從技術(shù)上來(lái)看難度就很大。此外打造一顆全新的產(chǎn)品在芯片行業(yè)是極大的資金和時(shí)間付出。而且就算兩三年后造了出來(lái)，有沒(méi)有客戶為其買單也是疑問(wèn)。仔細(xì)掂量之后，主流交換機(jī)芯片廠商對(duì)Openflow 并不感冒，處于觀望狀態(tài)。

TTP/NDM

ONF 在這種情況下成立了專門的工作組，思考如何以最低的代價(jià)開(kāi)發(fā)出支持Openflow的交換芯片，即使是“縮水版”的Openflow芯片也行。在這樣的前提下，ONF最終提出了TTP/NDM方案。

NDM（可協(xié)商的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模型）其實(shí)是一個(gè)框架，允許廠商基于實(shí)際的應(yīng)用需求和現(xiàn)有的芯片架構(gòu)來(lái)定義不同的轉(zhuǎn)發(fā)模型。TTP是NDM的一個(gè)具體模型。

雖然按TTP方案實(shí)現(xiàn)的是“縮水版”的Openflow芯片，但實(shí)際上大部分的場(chǎng)景并不會(huì)把Openflow的全部匹配域都用上，流表級(jí)數(shù)也不會(huì)有大幾十級(jí)，縮水版的芯片基本可以滿足這些場(chǎng)景。如下圖所示，“ * ”代表沒(méi)有用到的匹配域：

由于實(shí)現(xiàn)Openflow功能芯片是基于已有的芯片，推出速度會(huì)很快，成本和普通交換機(jī)相當(dāng)，交換芯片廠商就很樂(lè)意了。下圖就是某芯片廠商利用其已有芯片的實(shí)現(xiàn)多級(jí)流表的一個(gè)示例：

OF-DPA

交換芯片大廠博通(Broadcom)按照TTP 實(shí)現(xiàn)Openflow功能的方案就是OF-DPA（Openflow Data Plane Abstraction）。它是一個(gè)應(yīng)用軟件組件。實(shí)現(xiàn)了 Openflow與Broadcom SDK間適配層的功能。OF-DPA在博通交換芯片上擴(kuò)展性的支持了Openflow 1.3協(xié)議。博通遵循TTP方案將其傳統(tǒng)的ASIC架構(gòu)映射到Openflow的流水線（Pipeline），即由OF-DPA做了一個(gè)轉(zhuǎn)換（映射）來(lái)實(shí)現(xiàn)Openflow功能。

OF-DPA目前有三個(gè)版本：

OF-DPA 1.0

• 基于OpenFlow 1.3.1
• 2014.2正式發(fā)布

OF-DPA 2.0

• 基于OpenFlow 1.3.4
• 2014.11正式發(fā)布
• 比 OF-DPA 1.0增加一些電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)功能，如MPLS-TP、OAM、保護(hù)切換等。

OF-DPA 3.0

博通官方尚未正式發(fā)布 OF-DPA 3.0，但是ONF社區(qū)的子項(xiàng)目如Atrium/Trellis/CORD 等已經(jīng)用上它的Beta版本即EA (Early Access) 版本:

OF-DPA軟件包目前分為兩塊：

• OEM和ODM版本的開(kāi)發(fā)包（ODP，OEM & ODM Development Package），是按照博通SLA協(xié)議進(jìn)行分發(fā)的完整源代碼包。
• 社區(qū)版本開(kāi)發(fā)包（CDP，Community Development Package ），它其實(shí)就是一個(gè)公開(kāi)的API庫(kù)，用于應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。文末提供其GitHub鏈接。

小結(jié)：

• 筆者認(rèn)為成熟的SDN硬件設(shè)備（如SDN交換機(jī)）應(yīng)當(dāng)至少擁有這三大屬性：可編程性、自動(dòng)化和跨廠商的互操作性。
• ONF 提出的Openflow 提供了轉(zhuǎn)發(fā)平面的可編程能力；ONF旗下子項(xiàng)目 Trellis 提供了Openflow交換機(jī)的自動(dòng)化部署和管理功能；
• ONF提出的TTP 為Openflow 交換機(jī)的快速推出、不同廠商的Openflow交換機(jī)實(shí)現(xiàn)的互操作性提供了一個(gè)可行方案。

SDN的未來(lái)

P4 是由提出Openflow 的同一批創(chuàng)新者們（Nick McKeown等）提出的。他們認(rèn)為P4是Openflow的繼承者，可以真正實(shí)現(xiàn)無(wú)與倫比的靈活性。

P4起初只能被Barefoot 的Tofino芯片支持，但隨著可移植交換架構(gòu)PSA (Portable Switch Architecture)的提出，從理論上講其它廠商的芯片也能夠提供“縮水版”的P4功能。

PSA之于P4就相當(dāng)于TTP/NDM之于Openflow 。

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