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
- 能够理解 POX 控制器的工作原理；
- 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；
- 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
- 下载虚拟机软件Oracle VisualBox 或 VMware；
- 在虚拟机中安装Ubuntu 20.04 Desktop amd64；
三、实验要求
（一）基本要求
- 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
- 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
- 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
- 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s
sudo 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：
- 在外部保存一个模块副本，每修改一次就重新粘贴一次。
- 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。
