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

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）

构建拓扑

sudo mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10

2.阅读Hub模块代码，使用 tcpdump 验证Hub模块；

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

（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。
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()  
        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)

2.基于进阶1的代码，完成ODL实验的硬超时功能。
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()  
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 1
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2))
        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=2))  
        event.connection.send(msg)

def launch():
    core.registerNew(SendFlowInSingle3)

四、个人总结

遇到的问题及心得体会：

本次实验整体难度较大，基础部分需要阅读L2_learning模块的代码并进行理解（好在其中提供了相关算法实现流程的英文注释），进阶部分更是要自己通过编写Python代码实现使用POX控制器下发流表，对于初次接触POX的我来说很不容易。
在验证hub模块和l2_learning模块的过程中，我发现hub模块利用的是泛洪(Flood)机制，将数据包进行广播转发，因此h2和h3都能接收到h1发送给h2的数据包；而l2_learning模块利用的是一种自学习机制，在交换机完成学习后，h3就不再能收到h1发向h2的数据包了。
进阶要求的编写代码也比较困难，由于文档是纯英文的，一开始有些不知道从何开始看起，后来通过同学的代码定位到了文档中的关键部分，进行学习理解后又复写了一遍代码，终于完成了进阶要求。