实验3：OpenFlow协议分析实践

实验3：OpenFlow协议分析实践 - 原题链接

一、实验目的

1. 能够运用 wireshark 对 OpenFlow 协议数据交互过程进行抓包；
2. 能够借助包解析工具，分析与解释 OpenFlow协议的数据包交互过程与机制。

二、实验环境

1. 下载虚拟机软件Oracle VisualBox；
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. 搭建下图所示拓扑，完成相关 IP 配置，并实现主机与主机之间的 IP 通信。用抓包软件获取控制器与交换机之间的通信数据包。
   

主机	IP地址
h1	192.168.0.101/24
h2	192.168.0.102/24
h3	192.168.0.103/24
h4	192.168.0.104/24

配置如图：

2. 查看抓包结果，分析OpenFlow协议中交换机与控制器的消息交互过程，画出相关交互图或流程图。

sequenceDiagram participant controller participant switch controller ->> switch : "Hello" switch ->> controller : "Hello" controller ->> switch : "OFPT_FEATURES_REQUEST" controller ->> switch : "SET_CONFIG" switch ->> controller : "PORT_STATUS" switch ->> controller : "OFPT_FEATURES_REPLY" switch ->> controller : "PACKET_IN" controller ->> switch : "PACKET_OUT" controller ->> switch : "FLOW_MOD"

具体抓包结果如下：

• HELLO
  控制器6633端口（我最高能支持OpenFlow 1.0） ---> 交换机40066端口
  
  交换机40066端口（我最高能支持OpenFlow 1.5）---> 控制器6633端口
  

• FEATURES REQUEST
  控制器6633端口（我需要你的特征信息） --> 交换机40066端口
  

• SET CONFIG
  控制器6633端口（请按照我给你的flag和max bytes of packet进行配置）--> 交换机4066端口
  

• PORT STATUS
  交换机端口40066告知控制器6633相应的端口状态
  

• FEATURES REPLY
  交换机40066端口（这是我的特征信息，请查收）--- 控制器6633端口
  

• PACKET_IN
  交换机40066端口（有数据包进来，请指示）--- 控制器6633端口
  

• PACKET_OUT
  控制器6633端口（请按照我给你的action进行处理） ---> 交换机40066端口
  

• FLOW_MOD
  分析抓取的flow_mod数据包，控制器通过6633端口向交换机40066端口、交换机40068端口下发流表项，指导数据的转发处理
  

3. 回答问题：交换机与控制器建立通信时是使用TCP协议还是UDP协议？
   交换机与控制器建立通信时使用TCP协议（Transmission Control Protocol）。

(二) 进阶要求

将抓包结果对照OpenFlow源码（openflow安装目录openflow/include/openflow当中的openflow.h头文件中），了解OpenFlow主要消息类型对应的数据结构定义。

1. HELLO
   
   

2. FEATURES_REQUEST
   格式与HELLO相同
   

3. SET_CONFIG
   

4. FEATURES_REPLY
   
   
   

5. PACKET_IN
   
   

6. PACKET_OUT
   
   

7. FLOW_MOD
   
   
   

四、个人总结

• 实验难度：
  个人感觉技术方面的难度不大，主要难度在于分析抓包结果以得出交互图的过程。

• 实验困难与解决办法：
  由于上一次实验使用过 wireshark，所以此次进行拓扑、抓包的过程比较顺利。具体困难较少且琐碎，详情如下：
  抓包结果可以用过滤器将 OpenFlow 协议过滤，但不知为什么我输入词条openflow_v4仍然无法过滤抓包信息。导致看的头晕眼花。而后突然发现输入openflow_v4是无法抓包的，大抵都因为这次抓包中不含使用openflow1.3协议的吧。而后改成使用open flow_v4和openflow_v6过滤抓包信息。这也顺利解决了一开始找不到交换机向控制器发的HELLO报文的困难。

• 个人感想：
  可以说这次实验通过工具来认知到具体的交互过程与机制，让我对于 OpenFlow 协议有了更为深刻的认知。自己分析一次交互过程时，记好抓包的各种信息的意思以及交换机、控制器的端口号之后，才能理顺条理以图纸方式表述此过程且非常的印象深刻。也顺带着学习了下 Markdown 编辑器怎么画时序图来表述这次的交互图吧。虽然一开始用不来 wireshark 过滤器，导致看 OpenFlow 消息非常麻烦，不过在众多的抓包结果之中，还能看到许多其他类型的信息交互，算是额外学习了。