实验5:开源控制器实践——POX

实验5:开源控制器实践——POX

一、实验目的

  1. 能够理解 POX 控制器的工作原理;
  2. 通过验证POX的forwarding.hub和forwarding.l2_learning模块,初步掌握POX控制器的使用方法;
  3. 能够运用 POX控制器编写自定义网络应用程序,进一步熟悉POX控制器流表下发的方法。

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;

三、实验要求

(一)基本要求

  1. 搭建下图所示SDN拓扑,协议使用Open Flow 1.0,控制器使用部署于本地的POX(默认监听6633端口)
  • 部署POX控制器
  • 构建拓扑sudo mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10
  1. 阅读Hub模块代码,使用 tcpdump 验证Hub模块;
  • 验证Hub模块
  • h1 ping h2,可以看见h3端口也能收到数据包
  • 同理, h1 ping h3,h2也能收到数据包
  1. 阅读L2_learning模块代码,画出程序流程图,使用 tcpdump 验证Switch模块。
  • L2_learning程序流程图

  • 验证L2_learning模块
  • h1分别ping h2和h3, 而h2和h3都只能收到自己的数据包

(二)进阶要求

  1. 重新搭建(一)的拓扑,此时交换机内无流表规则,拓扑内主机互不相通;编写Python程序自定义一个POX模块SendFlowInSingle3,并且将拓扑连接至SendFlowInSingle3(默认端口6633),实现向s1发送流表规则使得所有主机两两互通。
  • 重新搭建(一)中拓扑, 并删除流表dpctl del-flows

  • 自定义pox模块SendFlowInSingle3
from pox.core import core
import pox.openflow.libopenflow_01 as of
from pox.openflow.of_json import *
from pox.lib.addresses import IPAddr

log = core.getLogger()

class SendFlowInSingle3(object):
    def __init__(self):
    	core.openflow.addListeners(self)

    def _handle_ConnectionUp(self, event):
        msg = of.ofp_flow_mod()
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 1  #设置数据包进入端口1
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2))  #增加转发向端口2动作
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3))  #增加转发向端口3动作
        event.connection.send(msg)
        log.debug("Connection %s" % (event.connection,))

        msg = of.ofp_flow_mod()
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 2  #设置数据包进入端口2
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1))  #增加转发向端口1动作
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3))  #增加转发向端口3动作
        event.connection.send(msg)
        log.debug("Connection %s" % (event.connection,))

        msg = of.ofp_flow_mod()
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 3  #设置数据包进入端口3
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1))  #增加转发向端口1动作
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2))  #增加转发向端口2动作
        event.connection.send(msg)
        log.debug("Connection %s" % (event.connection,))


def launch():
    core.registerNew(SendFlowInSingle3)
  • 启动模块, 验证连通性, 如图主机之间两两连通

个人总结

实验难度

大多是功能验证,难度适中
本次实验主要内容在于了解及认识POX控制器,还有动手验证POX中Hub、L2_Learning基础模块的功能,基础部分都较简单。因为之前实验四走了很多弯路,所以有顺道了解过POX的一些基础使用方法,所以操作上并没有什么问题。进阶要求难度较大,需要了解Hub和L2_Learning模块原码的基础上,再结合POX使用指南编写自定义模块,然而我到最后还是没能完全理解POX的代码编写(也许还是我太菜吧), 只能照Hub和L2_Learning两种结合了一下,写了个奇奇怪怪的模块

实验五遇到的问题

  • 遭遇问题:写好的SendFlowInSingle3.py贴不进pox文件里,里面的文件也没法直接修改
  • 解决方法:这种问题应该是SDN里最经常遇到的问题之一。解决方法也很简单,运用ssudo cp -r 文件名 路径把写好的模块文件贴到pox文件夹里面。至于后续修改可以有两种思路:
  1. 在外部保存一个模块副本,每修改一次就重新粘贴一次。
  2. 直接chmod 777修改文件夹的属性(不大推荐)
    同时,如果选1的话(例如我)就要记得修改完一定要贴回去,实践时我就因为忘记贴回去改了半天原地踏步(doge)。
  • 遭遇问题:在(一)中一开始下发流表时,打开命令行按pdf输入tcpdump指令,报错No such devices
  • 解决方法:在仔细重新研究了pdf之后,原来是要在Mininet中使用xterm打卡对应主机命令行,输入对应tcpdump指令,外部的tcpdump指令好像只能用tcpdump -vv捕获交换机的数据包
  • 遭遇问题:编写SendFlowInSingle3模块时,完全没有明确的方向和思路
  • 解决方法:虽然但是,没思路也只能强行看POX使用指南,不得不说全英文真的难顶。结合翻译软件(edge的翻译还是可以的)的学习阅读下,我简单了解了POX转发动作中出入端口的确定和动作添加,然后又参考了Hub的_handle_ConnnetionUp()的结构和L2_Learning的构造方法(其实本来是想写一个像L2_Learning那样的相对灵活的模块的,奈何功夫不到家,仍有待今后的学习补充),最后再处理了一些常识问题(例如log对象忘记定义、忘记加self),勉强实现。

实验心得

本次实验与理论课的知识相结合,令我对POX 控制器的工作原理有了更加形象、深刻的认识与理解。同时,通过动手实际操作来验证POX的forwarding.hub和forwarding.l2_learning模块,也使我初步掌握POX控制器的一些使用方法,进一步熟悉流表下发的操作。然而,在使用Python编写自定义模块的时候,我仍感觉到自己在POX原理和使用上仍有很大不足之处有待进一步的学习来补完。顺带一提,本次实验又再次令我认识到,学好英语在计算机行业的重要性

posted @ 2021-10-08 16:55  Excalibur_Morgan  阅读(77)  评论(0编辑  收藏  举报