OpenFlow交换机流表溢出缓解技术研究综述

谢升旭 邢长友 张国敏 宋丽华 胡谷雨

(陆军工程大学指挥控制工程学院 南京 210007)

自从Mckeown等人[1]提出后，软件定义网络(soft-ware defined networking， SDN)技术得到了学术界和产业界的广泛关注，其架构也在不断地发展完善.近些年来，随着云环境的大量部署使用，SDN的热度进一步增加，并出现了许多较为成熟的商业应用，如谷歌的B4项目[2]，Facebook的开放计算项目(open compute project， OCP)[3]等.得益于其控制平面与数据平面相分离的特点，SDN技术相较于传统网络的发展更加具有优势.然而，作为一种新兴的网络架构，SDN在带来便利性的同时也引入了新的安全问题[4-5].数据平面[6]、安全通道[7]、控制平面[8]等都存在着大量的安全隐患.在各类安全威胁中，交换机的流表溢出问题是SDN面临的一个重要挑战.

现阶段，网络管理和流量调度越来越趋向于细粒度化，同时，SDN大量部署于数据中心网络和核心网中[9]，这势必会导致交换机中的流表项数目大幅度地增加.然而SDN硬件交换机受限于有限的流表资源，很容易出现流表溢出问题，使得网络吞吐量、时延等受到严重影响.本文通过深入分析SDN环境中流表溢出问题，详细介绍了流表溢出造成的影响以及目前缓解流表溢出的相关技术，为有效降低该问题对网络性能的影响提供支持.

1 背 景

本节主要介绍SDN与OpenFlow协议、三态内容寻址存储器(ternary content addressable memory， TCAM)的特点及其局限性.同时，通过实验验证并分析流表溢出对SDN网络性能的影响.

1.1 SDN与OpenFlow协议

在当今网络快速发展的时代，网络规模不断扩大，网络复杂度也持……