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

在虚拟机中安装Ubuntu 20.04；

三、实验要求

（一）基本要求

1.h1 ping h2

结果：h2、h3收到数据包

2.h1 ping h3

结果：h2、h3收到数据包

3. 阅读L2_learning模块代码，画出程序流程图，使用 tcpdump 验证Switch模块。

4.h1 ping h2

结果：h2收到数据包，h3没有收到数据包

5.h1 ping h3

结果：h3收到数据包，h2没有收到数据包

（二）进阶要求

1.SendFlowInSingle3

• 代码

from pox.core import core
import pox.openflow.libopenflow_01 as of

class SendFlowInSingle3(object):
    def __init__(self):
        core.openflow.addListeners(self)
    def _handle_ConnectionUp(self, event):
        msg = of.ofp_flow_mod()  # 使用ofp_flow_mod()方法向交换机下发流表
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 1  # 使数据包进入端口1
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2))  # 从端口2转发出去
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3))  # 从端口3转发出去
        event.connection.send(msg)

        msg = of.ofp_flow_mod()  # 使用ofp_flow_mod()方法向交换机下发流表
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 2  # 使数据包进入端口2
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1))  # 从端口1转发出去
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3))  # 从端口3转发出去
        event.connection.send(msg)

        msg = of.ofp_flow_mod()  # 使用ofp_flow_mod()方法向交换机下发流表
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 3  # 使数据包进入端口3
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1))  # 从端口1转发出去
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2))  # 从端口2转发出去
        event.connection.send(msg)

def launch():
    core.registerNew(SendFlowInSingle3)

• 将拓扑连接至SendFlowInSingle3，实现向s1发送流表规则使得所有主机两两互通。

2.SendPoxHardTimeOut

• 代码

from pox.core import core
import pox.openflow.libopenflow_01 as of
 
class SendFlowInSingle3(object):
    def __init__(self):
        core.openflow.addListeners(self)
    def _handle_ConnectionUp(self, event):
        msg = of.ofp_flow_mod()  # 使用ofp_flow_mod()方法向交换机下发流表
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 1  
       # msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2))  
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3)) 
        event.connection.send(msg)
 
        msg = of.ofp_flow_mod() 
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 2  
       # msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1))  
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3))  
        event.connection.send(msg)
 
        msg = of.ofp_flow_mod()  
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 3  
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1))  
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2))  
        event.connection.send(msg)
 
def launch():
    core.registerNew(SendFlowInSingle3)

• 先SendFlowInSingle3再运行SendPoxHardTimeOut再运行SendFlowInSingle3，即先连接再断开再回恢复

• ovs-ofctl查看交换机流表项：

• 可以看见h1的actions中少了向h3的output，h3的actions中少了向h1的output，此时h1 ping h3发生硬超时

个人总结

• 基础部分验证了POX的forwarding.hub和forwarding.l2_learning模块，前者是采用洪泛转发，,在每个交换机上都安装泛洪通配符规则，将数据包广播转发，此时交换机等效于集线器。因此无论h1 ping h2还是h3，都可以从h2 h3中抓到数据包；后者是让OpenFlow交换机实现L2自学习，h1 ping h2时候只有h2有接收到数据包，h1 ping h3只有h3能接收到数据包，从而验证了自学习功能。刚开始有点迷茫不知道pox的那条命令要在pox文件中执行，后来才发现，然后根据步骤一步一步做，通过POX验证hub和l2_learning模块，让对pox的了解更加透彻。

• 进阶部分要求自定义POX模块，刚开始成功创建.py文件后，发现是Read_only文件，后来在同学的启发下，了解mv相关的指令，成功将文件从外部移到内部进行操作，然后在编写代码的时候也根据数据包出入端口，openflow下发流表等操作来实现相应的功能：连接与中断。在运行SendFlowInSingle3.py与SendPoxHardTimeOut.py文件中，出现了端口被占用问题，在关闭了所有窗口再重新打开后，端口仍然显示被占用，最后通过重启虚拟机来释放端口得以解决此问题。

• 本次实验难度适中，但是其中有一些需要注意的地方，比如什么指令在哪里运行，什么文件在哪里创建，还有一些标准的运行指令，这些都需要非常注意，通过这次实验，我学习到了POX的Hub和L2_learning模块的功能，SendFlowInSingle3与SendPoxHardTimeOut，这些操作加深了我对pox的了解。