技术解析：SDN交换机如何实现

　　4. 数据转发

　　无论是硬件实现还是软件实现的SDN交换机，数据帧在交换机内部从设备入端口到设备出端口的传递过程都需要交换机做出转发决策。在传统的网络交换设备中，这一决策过程需要交换机中的转发表、路由器中的路由表等机制实现，它们通过对设备入端口接收到的数据包的目的地址信息进行匹配，就能够确定该数据包应该被发往哪个设备出端口。对SDN交换机而言，设备中同样需要这样的转发决策机制。以OpenFlow交换机为例，它提出了流表的概念对传统的二层转发表、三层路由表进行了抽象，从而使得数据包在转发过程中的决策更具灵活性。

　　传统网络设备的转发表和路由表的组成都有标准的定义，以及相对简单的格式，例如二层交换机转发表就是一个设备端口和MAC地址的映射关系，因此非常适合采用静态的专用集成电路高效实现，而SDN交换机中的转发决策中使用的转发表可能会具有非常复杂的组成结构。仍以OpenFlow为例，在 OpenFlow v1.2版本后，其流表中各个表项的长度及其中包含的匹配域都是可自定义而非固定的格式，虽然这些设置在交换机的软件实现中能够提供极高的灵活性，但是对于相应的硬件OpenFlow交换机而言，它将不再适合采用预先定义好的硬件电路进行流表的实现。为了应对这一问题，硬件的SDN交换机可以考虑引入 TCAM(Ternary Content Addressable Memory，三态内容寻址存储器)技术完成相关流表信息的存储和查询。

　　TCAM在传统的网络交换设备中也有应用，例如用于快速查找ACL等。和一般只能支持"0"和"1"两种状态的存储器件不同，TCAM存储器中的每个bit位都具有一个通过掩码实现的"don't care"状态。而正是这个第三种状态，使得TCAM既能够支持精确匹配查找，又能够支持模糊匹配查找，完全能够满足SDN交换机的转发决策表项的存储和查询需求。但需要注意的是，当前的TCAM存在成本高、功耗大等问题，这可能会成为影响SDN交换机推广的一个障碍。