实验7：基于REST API的SDN北向应用实践

一、实验目的

1.能够编写程序调用OpenDaylight REST API实现特定网络功能；
2.能够编写程序调用Ryu REST API实现特定网络功能。

二、实验环境

1.下载虚拟机软件Oracle VisualBox或VMware；
2.在虚拟机中安装Ubuntu 20.04 Desktop amd64，并完整安装Mininet、OpenDaylight（Carbon版本）、Postman和Ryu；

三、实验要求

（一）基本要求

1.OpenDaylight
（1）利用Mininet平台搭建下图所示网络拓扑，并连接OpenDaylight；

输入命令打开ODL控制器

./distribution-karaf-0.6.4-Carbon/bin/karaf

输入命令创建拓扑，并连接控制器（输入网址：http://127.0.0.1:8181/index.html）

sudo mn --topo=single,3 --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow13

（2）编写Python程序，调用OpenDaylight的北向接口下发指令删除s1上的流表数据。

#!/usr/bin/python
import requests
from requests.auth import HTTPBasicAuth

def http_delete(url):
    url= url
    headers = {'Content-Type':'application/json'}
    resp = requests.delete(url, headers=headers, auth=HTTPBasicAuth('admin', 'admin'))
    return resp 

if __name__ == "__main__":
    url = 'http://127.0.0.1:8181/restconf/config/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:1/'
    resp = http_delete(url)
    print(resp.content)

（3）编写Python程序，调用OpenDaylight的北向接口下发硬超时流表，实现拓扑内主机h1和h3网络中断20s。

put.py

#!/usr/bin/python
import requests
from requests.auth import HTTPBasicAuth
def http_put(url,jstr):
    url= url
    headers = {'Content-Type':'application/json'}
    resp = requests.put(url,jstr,headers=headers,auth=HTTPBasicAuth('admin', 'admin'))
    return resp

if __name__ == "__main__":
    url='http://127.0.0.1:8181/restconf/config/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:1/flow-node-inventory:table/0/flow/1'
    with open('flowtable.json') as f:
        jstr = f.read()
    resp = http_put(url,jstr)
    print (resp.content)

flowtable.json

{
    "flow": [
        {
            "id": "1",
            "match": {
                "in-port": "1",
                "ethernet-match": {
                    "ethernet-type": {
                        "type": "0x0800"
                    }
                },
                "ipv4-destination": "10.0.0.3/32"
            },
            "instructions": {
                "instruction": [
                    {
                        "order": "0",
                        "apply-actions": {
                            "action": [
                                {
                                    "order": "0",
                                    "drop-action": {}
                                }
                            ]
                        }
                    }
                ]
            },
            "flow-name": "flow1",
            "priority": "65535",
            "hard-timeout": "20",
            "cookie": "2",
            "table_id": "0"
        }
    ]
}

运行结果

（4）编写Python程序，调用OpenDaylight的北向接口获取s1上活动的流表数。

#！/usr/bin/python
import requests
from requests.auth import HTTPBasicAuth
def http_get(url):
    url= url
    headers = {'Content-Type':'application/json'}
    resp = requests.get(url,headers=headers,auth=HTTPBasicAuth('admin','admin'))
    return resp

if __name__ == "__main__":
    url='http://127.0.0.1:8181/restconf/operational/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:1/flow-node-inventory:table/0/opendaylight-flow-table-statistics:flow-table-statistics'
    resp = http_get(url)
    print(resp.content)

2.Ryu
（1）编写Python程序，调用Ryu的北向接口，实现上述OpenDaylight实验拓扑上相同的硬超时流表下发。

ryuflow.py

#!/usr/bin/python
import requests
from requests.auth import HTTPBasicAuth
def http_post(url,jstr):
    url= url
    headers = {'Content-Type':'application/json'}
    resp = requests.post(url,jstr,headers=headers)
    return resp

if __name__ == "__main__":
    url='http://127.0.0.1:8080/stats/flowentry/add'
    with open('ryuflow.json') as f:
        jstr = f.read()
    resp = http_post(url,jstr)
    print (resp.content)

ryuflow.json

{
    "dpid": 1,
    "cookie": 1,
    "cookie_mask": 1,
    "table_id": 0,
    "hard_timeout": 20,
    "priority": 65535,
    "flags": 1,
    "match":{
        "in_port":1
    },
    "actions":[
        {
            "type":"OUTPUT",
            "port": 2
        }
    ]
 }

（2）利用Mininet平台搭建下图所示网络拓扑，要求支持OpenFlow 1.3协议，主机名、交换机名以及端口对应正确。拓扑生成后需连接Ryu，且Ryu应能够提供REST API服务。

mytopo.py

#!/usr/bin/env python
from mininet.topo import Topo

class MyTopo(Topo):
    def __init__(self):
        # initilaize topology
        Topo.__init__(self)

        self.addSwitch("s1")
        self.addSwitch("s2")

        self.addHost("h1")
        self.addHost("h2")
        self.addHost("h3")
        self.addHost("h4")

        self.addLink("s1", "h1")
        self.addLink("s1", "h2")
        self.addLink("s2", "h3")
        self.addLink("s2", "h4")
        self.addLink("s1", "s2")

topos = {'mytopo': (lambda: MyTopo())}

运行拓扑

sudo mn --custom mytopo.py --topo mytopo --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow13

（3）整理一个Shell脚本，参考Ryu REST API的文档，利用curl命令，实现和实验2相同的VLAN。

VLAN_ID	Hosts
0	h1 h3
1	h2 h4

shell脚本

curl -X POST -d '{
    "dpid": 1,
    "priority": 1,
    "match":{
        "in_port": 1
    },
    "actions":[
        {
            "type": "PUSH_VLAN",     
            "ethertype": 33024       
        },
        {
            "type": "SET_FIELD",
            "field": "vlan_vid",    
            "value": 4096            
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 3
        }
    ]
 }' http://localhost:8080/stats/flowentry/add

 curl -X POST -d '{
    "dpid": 1,
    "priority": 1,
    "match":{
        "in_port": 2
    },
    "actions":[
        {
            "type": "PUSH_VLAN",    
            "ethertype": 33024      
        },
        {
            "type": "SET_FIELD",
            "field": "vlan_vid",     
            "value": 4097           
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 3
        }
    ]
 }' http://localhost:8080/stats/flowentry/add

 curl -X POST -d '{
    "dpid": 1,
    "priority": 1,
    "match":{
        "vlan_vid": 0
    },
    "actions":[
        {
            "type": "POP_VLAN",    
            "ethertype": 33024       
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 1
        }
    ]
 }' http://localhost:8080/stats/flowentry/add

 curl -X POST -d '{
    "dpid": 1,
    "priority": 1,
    "match":{
        "vlan_vid": 1
    },
    "actions":[
        {
            "type": "POP_VLAN",    
            "ethertype": 33024      
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 2
        }
    ]
 }' http://localhost:8080/stats/flowentry/add

 curl -X POST -d '{
    "dpid": 2,
    "priority": 1,
    "match":{
        "in_port": 1
    },
    "actions":[
        {
            "type": "PUSH_VLAN",    
            "ethertype": 33024      
        },
        {
            "type": "SET_FIELD",
            "field": "vlan_vid",    
            "value": 4096          
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 3
        }
    ]
 }' http://localhost:8080/stats/flowentry/add

 curl -X POST -d '{
    "dpid": 2,
    "priority": 1,
    "match":{
        "in_port": 2
    },
    "actions":[
        {
            "type": "PUSH_VLAN",    
            "ethertype": 33024      
        },
        {
            "type": "SET_FIELD",
            "field": "vlan_vid",   
            "value": 4097           
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 3
        }
    ]
 }' http://localhost:8080/stats/flowentry/add

 curl -X POST -d '{
    "dpid": 2,
    "priority": 1,
    "match":{
        "vlan_vid": 0
    },
    "actions":[
        {
            "type": "POP_VLAN",    
            "ethertype": 33024      
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 1
        }
    ]
 }' http://localhost:8080/stats/flowentry/add

 curl -X POST -d '{
    "dpid": 2,
    "priority": 1,
    "match":{
        "vlan_vid": 1
    },
    "actions":[
        {
            "type": "POP_VLAN",    
            "ethertype": 33024      
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 2
        }
    ]
 }' http://localhost:8080/stats/flowentry/add

删除流表
运行结果

（二）进阶要求

编程实现基本要求第2部分Ryu（3）中的VLAN划分。

（三）实验报告

1.请用Markdown排版；
2.将所有本实验相关文件保存在目录/home/用户名/学号/lab7/中；
3.（一）只需要提交实现相应Python代码和执行结果截图，其余文字请勿赘述；
4.（二）不做必须要求，有完成的同学请提交Python代码和运行结果，文件保存目录参照要求2。
5.个人总结，包括但不限于实验难度、实验过程遇到的困难及解决办法，个人感想，不少于200字。

本次实验难度不算太难，主要是有前面几次实验的基础，在理解控制器使用的基础上，结合python代码进行命令调用。比较难的在于命令代码的书写，这个在老师提供pdf的基础上，也参考了其他同学的代码，才算顺利解决。
这次的实验代码比较多，由于笔记本的键盘比较小，之前设置双向无法顺利退出，于是无法直接将代码进行复制到虚拟机中。之前代码量比较少出现错误还比较好排查，但这次代码量比较多，排查起来效率就比较低。后面是借用同学的笔记本再操作了一遍。整体上了解操作的思路，还较为顺利。
在实验过程中，控制器的连接是否成功需要注意已经成功连接，注意命令的使用要求。连接成功后，pingall有时候会出现一定的延迟，可以稍等会儿再pingall一次，如果还是不行，那最好再返回去检查确认清楚控制器有无连接好。
这次的实验，令我更进一步了解了控制器的功能和使用，但是在代码方面相对还是比较薄弱，除了基础的命令外，大部分要靠参考别人的作业，来作为理解的途径之一。

posted @ 2021-10-27 17:56 土二月阅读(66) 评论(0) 编辑收藏举报

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实验7：基于REST API的SDN北向应用实践