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

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

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；

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）

• 创建拓扑
  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；

• 构建POX，先切换到指定目录下
  ./pox.py log.level --DEBUG forwarding.hub

• 开启主机终端
  xterm h2 h3

• 开启抓包
  h2主机终端：tcpdump -nn -i h2-eth0
  h3主机终端：tcpdump -nn -i h3-eth0

• h1 ping h2，h3可以收到数据包

• h1 ping h3，h2可以收到数据包

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

• 阅读L2_learning模块代码后，画出流程图如下：

• 构建POX，先切换到指定目录下
  ./pox.py log.level --DEBUG forwarding.l2_learning

• 开启主机终端
  xterm h1 h2 h3

• 开启抓包
  h1主机终端：tcpdump -nn -i h1-eth0
  h2主机终端：tcpdump -nn -i h2-eth0
  h3主机终端：tcpdump -nn -i h3-eth0

• h1 ping h2，h2可以收到数据包，h3不行

• h1 ping h3，h3可以收到数据包，h2不行

（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。

• 搭建拓扑
  sudo mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10
• 删除流表
  dpctl del-flows
• 创建文件SendFlowInSingle3.py

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


def _handle_ConnectionUp(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.openflow.addListenerByName("ConnectionUp", _handle_ConnectionUp)

• 启动模块 ./pox.py SendFlowInSingle3结果如下：
  

个人总结

实验难度

本次实验大部分是通过阅读文档来验证的实验，相比之下较为简单，但还是需要我们了解各个模块的实现以及如何使用。总的来说，基础部分较为简单，根据ppt以及文档就可以完成，但进阶部分就需要自己造轮子，比较难。

遇到的问题

• 关闭hub模块开启L2_Learning模块时会报错，如下：
  

  解决方法：主要原因是使用6633这个端口号的进程还在进行，导致冲突，引起报错。使用lsof -i [端口号] 查找端口对应进程号，再使用kill -s 9 [进程号] 强行杀死进程。解决如下：
  

实验心得

通过自己动手验证各个模块的功能，使我对POX控制器功能有了较为清晰的了解，也学会了如何使用POX控制器的各个模块。在没做进阶实验之前，只是对POX有一定的了解，但还没有自己编写模块的经验。经过做进阶实验时自己的学习，对POX模块的实验有了更为清晰的了解。当然，代码的阅读当然少不了python知识，所以在看源码的过程中，也对一些之前不太了解的python语法，有了一定的认识。