实验2：Open vSwitch虚拟交换机实践

一、实验目的

能够对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

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，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。

#创建ovs交换机，命名为ovs-switch085
sudo ovs-vsctl add-br ovs-switch085
#创建端口p0，设置编号为100，类型为“internal”
sudo ovs-vsctl add-port ovs-switch085 p0
sudo ovs-vsctl set Interface p0 ofport_request=100 type=internal
#查询p0网口的相关信息
sudo ethtool -i p0
#创建端口p1，设置编号为100，类型为“internal”
sudo ovs-vsctl add-port ovs-switch085 p1
sudo ovs-vsctl set Interface p1 ofport_request=101 type=internal
#查询p1网口的相关信息
sudo ethtool -i p1
#创建一个虚拟网络空间ns0，把p0接口移入网络空间ns0，并配置IP地址为192.168.0.100
sudo ip netns add ns0
sudo ip link set p0 netns ns0
sudo ip netns exec ns0 ip addr add 192.168.0.100/24 dev p0
sudo ip netns exec ns0 ifconfig p0 promisc up
#创建一个虚拟网络空间ns1，把p1接口移入网络空间ns1，并配置IP地址为192.168.0.101
sudo ip netns add ns1
sudo ip link set p1 netns ns1
sudo ip netns exec ns1 ip addr add 192.168.0.101/24 dev p1
sudo ip netns exec ns1 ifconfig p1 promisc up
#测试
sudo ip netns exec ns0 ping 192.168.0.101
sudo ip netns exec ns1 ping 192.168.0.100

• 查看ovs交换机、端口状态，输入：

sudo ovs-vsctl show

• p0和p1的连通性测试:

#p0 ping p1
sudo ip netns exec ns0 ping 192.168.0.101
#p1 ping p0
sudo ip netns exec ns1 ping 192.168.0.100

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。
在102192111目录下输入如下命令打开Mininet:

sudo python3 ./mininet/examples/miniedit.py

• 搭建如下拓扑，以及点击左上角的Edit，点击Preference，勾选OpenFlow 1.3
  

• 点击左上角file，再点击export level2 script，将该拓扑保存为py文件，命名为102192111.py以后，保存在lab2文件夹中。在lab2目录下打开终端，输入以下代码 sudo chomd 666 102192111.py ，然后打开该py文件，修改Add links中的代码，修改部分如下：
  

• 在lab2目录下打开终端，在命令行中输入

sudo python3 ./102192111.py

• 输入links查看连接情况:
  

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。

• 上一步骤用python3打开的终端不关闭，然后在lab2目录下重新打开一个新的终端，输入如下内容实现下发流表：

#s1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
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2
#s2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

• 在命令行输入如下内容查看s1与s2的流表：

#查看s1的流表
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 dump-flows s1
#查看s2的流表
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 dump-flows s2

4.主机连通性要求：

• h1 – h3互通

• h2 – h4互通

• 其余主机不通

• 在刚才未关闭的python3的终端中，输入pingall检查连通性，如图所示，符合主机连通性要求：
  

• 在输入查看流表代码的终端中，使用如下命令，抓取s1的3号端口（抓s2的也行）：

sudo wireshark

• 之后在python3的端口中输入pingall，然后在wireshark的界面中点击查看主机h1与h3，h2与h4之间的抓包结果。

• h1 ping h3，抓包结果为ID：0
  

• h2 ping h4，抓包结果为ID：1
  

四、个人总结

• 实验难度：中等
• 实验过程中遇到的困难及解决办法：
  1、实验过程最开始创建ovs交换机后在创建端口时终端命令行出现了error，但是得知其他同学也是这样以后就不管了。
  2、在测试p0与p1连通性时，一开始按照作业要求为ns0配置了190.168.0.100的地址，然后ping测试时出现了network is unreachable,的错误，上网查说是网卡配置的问题，跟着输了一些代码，没用，后面把地改为192.168.0.100以后才解决了这个问题，浪费了很多时间。
  3、ovs-vsctl show时出现了一些多余的结果，原因未知。
  4、测试p0与p1连通性时，出现了代码一直刷的问题，无意中用ctrl c解决了
  5、mininet修改addlink部分的代码时出现不能保存的问题，使用sudo chmod 666 文件名以后，把只读改为了可编辑，问题解决
  6、添加流表时出现无法添加的情况，询问同学以后，原来要把mininet的终端开着，不能关，感觉挺蠢的。
  7、抓包时原来要在mininet中进行pingall以后才会显示数据。
  8、要点击source为2,destination为4，才能抓包到h2 ping h4的cd值
• 个人感想：
  虽然实验照着步骤做就可以了，而且也不难，但是由于是第一次做，难免有些地方的细节不是很清楚，导致做起来磕磕碰碰的，浪费了很多时间，但是实验不正是在探索中寻找答案吗？发现问题，解决问题，而后得到结果，这或许就是实验的魅力吧，虽然出问题确实挺折磨人的。