实验2：Open vSwitch虚拟交换机实践

一、实验目的

1. 能够对Open vSwitch进行基本操作；
2. 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；
3. 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

Ubuntu 20.04 Desktop amd64

三、实验要求

（一）基本要求

1. ovs-vsctl基础操作实践：创建OVS交换机，以ovs-xxxxxxxxx命名，其中xxxxxxxxx为本人学号。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。
   
   
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。
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。
4. 主机连通性要求：
   h1 – h3互通
   h2 – h4互通
   其余主机不通
   

（二）进阶要求

阅读SDNLAB实验使用Mininet，编写Python代码，生成（一）中的SDN拓扑，并在代码中直接使用OVS命令，做到可以直接运行Python程序完成和（一）相同的VLAN划分。
`#!/usr/bin/env python

from mininet.net import Mininet
from mininet.node import Node
from mininet.link import Link
from mininet.log import setLogLevel, info

def myNet():
"Create network from scratch using Open vSwitch."

info( "*** Creating nodes\n" )
switch1 = Node( 's1', inNamespace=False )
switch2 = Node( 's2', inNamespace=False )

h1 = Node( 'h1' )
h2 = Node( 'h2' )
h3 = Node( 'h3' )
h4 = Node( 'h4' )

info( "*** Creating links\n" )
Link( h1, switch1)
Link( h2, switch1)
Link( h3, switch2)
Link( h4, switch2)

info( "*** Configuring hosts\n" )
h1.setIP( '192.168.123.1/24' )
h2.setIP( '192.168.124.1/24' )
h3.setIP( '192.168.123.2/24' )
h4.setIP( '192.168.124.2/24' )
   
info( "*** Starting network using Open vSwitch\n" )
switch1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp0' )
switch1.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp0' )

switch2.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
switch2.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp1' )

for intf in switch1.intfs.values():
    print (intf)
    print (switch1.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp0 %s' % intf ))

for intf in switch2.intfs.values():
    print (intf)
    print (switch2.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp1 %s' % intf ))

# Note: controller and switch are in root namespace, and we
# can connect via loopback interface
#switch0.cmd( 'ovs-vsctl set-controller dp0 tcp:127.0.0.1:6633' )

print (switch1.cmd(r'ovs-vsctl show'))

print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3' ))
print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3' ))
print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1' ))
print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2' ))

print (switch2.cmd(r'ovs-vsctl show'))

print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3' )) 
print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3' ))
print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1' )) 
print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2' )) 


#switch0.cmd('tcpdump -i s0-eth0 -U -w aaa &')
#h0.cmd('tcpdump -i h0-eth0 -U -w aaa &')
info( "*** Running test\n" )
h1.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h3.IP() )
h2.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h4.IP() )
h1.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h4.IP() )
h2.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h3.IP() )

#print switch0.cmd( 'ovs-ofctl show dp0' )    
#print switch0.cmd( 'ovs-ofctl dump-tables  dp0' )
#print switch0.cmd( 'ovs-ofctl dump-ports   dp0' )
#print switch0.cmd( 'ovs-ofctl dump-flows  dp0' )
#print switch0.cmd( 'ovs-ofctl dump-aggregate  dp0' )
#print switch0.cmd( 'ovs-ofctl queue-stats dp0' )

info( "*** Stopping network\n" )
switch1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp0' )
switch1.deleteIntfs()
switch2.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
switch2.deleteIntfs()
info( '\n' )

if name == 'main':
setLogLevel( 'info' )
info( '*** Scratch network demo (kernel datapath)\n' )
Mininet.init()
myNet()`

四、个人总结

遇到了几个困难，第一个是下发流表时出现了‘不存在接口或者桥’的情况，后续发现需要在另一个终端上先运行py文件，如何在进行操作。第二个是在进阶操作创建，无法创建拓扑，后得知在退出mininet时未将拓扑清除干净，使用命令sudo mn -c清除拓扑后问题得以解决。第三个问题是在进阶实验时python文件出现语法错误，发现是实验中的print后未加括号，加上之后得以解决。
本次实验简单了解了ovs-vsctl基本操作，还处于半懂不懂的状态，后续还需要继续深入学习。