2021 SDN实验2：Open vSwitch虚拟交换机实践

实验2：Open vSwitch虚拟交换机实

一、实验目的

1.能够对Open vSwitch进行基本操作；

2.能够通过命令行终端使用OVS命令操作Open vSwitch交换机，管理流表；

3.能够通过Mininet的Python代码运行OVS命令，控制网络拓扑中的Open vSwitch交换机

二、实验环境

1.下载虚拟机软件Oracle VisualBox 或 VMware；

2.在虚拟机中安装Ubuntu 20.04 Desktop amd64，并完整安装Mininet；

三、实验要求

（一）基本要求

1.创建OVS交换机，并以ovs-switchxxx命名，其中xxx为本人在选课班级中的序号，例如ovs-switch001, ovs-switch088等。在创建的交换机上增加端口p0和p1，设置p0的端口号为100，p1的端口号为101，类型均为internal；为了避免网络接口上的地址和本机已有网络地址冲突，需要创建虚拟网络空间（参考命令netns）ns0和ns1，分别将p0和p1移入，并分别配置p0和p1端口的ip地址为190.168.0.100、192.168.0.101，子网掩码为255.255.255.0；最后测试p0和p1的连通性。
· " ovs-vsctl show "命令，查看所建立的交换机端口状态

· 列出网桥ovs-switch021中的所有端口

· 端口p0和p1连通性测试

2.使用Mininet搭建的SDN拓扑，如下图所示，要求支持OpenFlow 1.3协议，主机名、交换机名以及端口对应正确。

· 可视化工具作图，设置支持Openflow 1.3协议，并export导出py文件。

· 通过vim命令，修改图示中要求端口（或用文本编辑器、net命令等）

3.通过命令行终端输入“ovs-ofctl”命令，直接在s1和s2上添加流表，划分出所要求的VLAN。

//设置set field的同时且给vlan赋值优先级为0(即4096-8191,对应的vlan_id为0-4095)。s1,s2抓包时，根据vlan，转发到相应的输出端口。
// s1上添加流表
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3 # s1的1端口
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3 # s1的2端口
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1 # s1的3端口收到vlan为0的包，转发到端口1
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2 # s1的3端口收到vlan为1的包，转发到端口2
// s2上添加流表
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2

· 查看s1流表

· 查看s2流表

4.主机连通性要求：

· h1 – h3互通

· h2 – h4互通

· 其余主机不通

· 用" sudo wireshark "运行wireshark，另外一个终端pingall

（二）进阶要求

· 阅读SDNLAB实验使用Mininet，编写Python代码，生成（一）中的SDN拓扑，并在代码中直接使用OVS命令，做到可以直接运行Python程序完成和（一）相同的VLAN划分。
· 在（1）的.py文件下，用文本编辑器 添加以内代码。

    # s1、s2分别调用cmd()实现添加流表和划分vlan的操作
    # 创建下发流表
    # 创建s1
    s1.cmd('sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3')
    
    s1.cmd('sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3')
    
    s1.cmd('sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1')
    
    s1.cmd('sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2')
    # 创建s2   
    s2.cmd('sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3')
    
    s2.cmd('sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3')
    
    s2.cmd('sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1')
    
    s2.cmd('sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2')

· 测试连通性

（三）实验报告

⚪ 实验难度：
适中。毕竟已经有了实验一的基础和环境，再利用可视化工具创建拓扑时更加熟练，。
⚪ 出现问题：
  · 问题1：用可视化工具搭建好拓扑后，“Save"保存.py文件，但文件内并不是python代码，无法运行。
  解决：实验一步骤忘了一些保存应"，export level 2 scrip2" 保存.py,输入命令才能运行。
  · 问题2：用命令下发流表时，不理解命令没有给交换机设置给包设置vlan_id，为什么交换机能精准的转发到对应的端口？
  解决：看了文档的一句话：set field值为4096+vlan_id，并且vlan优先级为0，即4096-8191，对应的vlan_id为0-4095。即set_field的同时也设置好了vlan_id。
  · 问题3：运行下发流表的命令时，报错。
  解决：在网上查阅相关的资料并问同学后，了解到需要同时打开两个终端进行操作，之后抓包操作也是如此；
⚪ 实验收获：
  · 初步学习了对Open vSwitch进行基本操作；
  · 能够通过命令行终端使用OVS命令操作Open vSwitch交换机，管理流表；
  · 能够通过Mininet的Python代码运行OVS命令，控制网络拓扑中的Open vSwitch交换机。
⚪ 个人总结：
此次实验难点在于，给交换机s1,s2添加流表时，对那几条命令的理解，与上个学期网络课程中学到知识息息相关。理论知识得到实验结果验证，加深了对其理解。做完实验发现自己对于一些理论知识还有所欠缺，需要继续学习。