實驗2：Open vSwitch 虛擬交換機實踐

阿新 • • 發佈：2021-09-22

實驗2：Open vSwitch虛擬交換機實踐

一、實驗目的

能夠對Open vSwitch進行基本操作；
能夠通過命令列終端使用OVS命令操作Open vSwitch交換機，管理流表；
能夠通過Mininet的Python程式碼執行OVS命令，控制網路拓撲中的Open vSwitch交換機

二、實驗環境

下載虛擬機器軟體Oracle VisualBox 或 VMware；
在虛擬機器中安裝Ubuntu 20.04 Desktop amd64，並完整安裝Mininet；

三、實驗要求

（一）基本要求

建立OVS交換機，並以ovs-switchxxx命名，其中xxx為本人在選課班級中的序號，例如ovs-switch001, ovs-switch088等。在建立的交換機上增加埠p0和p1，設定p0的埠號為100，p1的埠號為101，型別均為internal；為了避免網路介面上的地址和本機已有網路地址衝突，需要建立虛擬網路空間（參考命令netns）ns0和ns1，分別將p0和p1移入，並分別配置p0和p1埠的ip地址為190.168.0.100、192.168.0.101，子網掩碼為255.255.255.0；最後測試p0和p1的連通性。

檢視網路狀態
p0，p1 連通性測試

使用Mininet搭建的SDN拓撲，如下圖所示，要求支援OpenFlow 1.3協議，主機名、交換機名以及埠對應正確。

在終端輸入指令 sudo ../mininet/examples/miniedit.py
生成拓撲圖
在 OpenFlow1.3 協議打勾
開啟文字編輯器修改埠
網路連線情況

通過命令列終端輸入“ovs-ofctl”命令，直接在s1和s2上新增流表，劃分出所要求的VLAN。

在命令列中如下輸入指令

主機連通性要求：

h1 – h3互通
h2 – h4互通
其餘主機不通

檢測連通性
檢視下發流表

在終端中輸入指令 sudo wireshark 開啟 Wireshark 進行抓包

（二）進階要求

閱讀SDNLAB實驗使用Mininet，編寫Python程式碼，生成（一）中的SDN拓撲，並在程式碼中直接使用OVS命令，做到可以直接執行Python程式完成和（一）相同的VLAN劃分。
程式碼如下：

點選檢視程式碼

#!/usr/bin/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." 
    
    # creating nodes
    info( "*** Creating nodes\n" )
    s1= Node( 's1', inNamespace=False )
    s2= Node( 's2', inNamespace=False )

    h1 = Node( 'h1' )
    h2 = Node( 'h2' )
    h3 = Node( 'h3' )
    h4 = Node( 'h4' )
 
    # creating links
    info( "*** Creating links\n" )
    Link( h1, s1, 1, 1)
    Link( h2, s1, 1, 2)
    Link( h3, s2, 1, 1)
    Link( h4, s2, 1, 2)
    Link( s1, s2, 3, 3)
 
    # configuring hosts
    info( "*** Configuring hosts\n" )
    h1.setIP( '192.168.0.1/24' )
    h2.setIP( '192.168.0.2/24' )
    h3.setIP( '192.168.0.3/24' )
    h4.setIP( '192.168.0.4/24' )
      
    #  starting network using Open vSwitch
    info( "*** Starting network using Open vSwitch\n" )
    s1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
    s1.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp1' )
    s2.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp2' )
    s2.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp2' )
 
    for intf in s1.intfs.values():
        print(intf)
        print(s1.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp1 %s' % intf ))
    for intf in s2.intfs.values():
        print(intf)
        print(s2.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp2 %s' % intf ))
  	
    # add flow in s1
    s1.cmd(r'ovs-vsctl show')
    s1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=1,action=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3' ) 
    s1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=2,action=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3' )
    s1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=0,action=pop_vlan,output:1' )
    s1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=1,action=pop_vlan,output:2' )

    # add flow in s2
    s2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp2 priority=1,in_port=1,action=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3' ) 
    s2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp2 priority=1,in_port=2,action=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3')
    s2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp2 priority=1,dl_vlan=0,action=pop_vlan,output:1' ) 
    s2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp2 priority=1,dl_vlan=1,action=pop_vlan,output:2') 
    
    # running test
    info( "*** Running test\n" )
    h1.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h3.IP() )
    h1.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h4.IP() )
    h2.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h3.IP() )
    h2.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h4.IP() )
    h3.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h1.IP() )
    h3.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h2.IP() )
    h4.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h1.IP() )
    h4.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h2.IP() )
    
    # stopping network
    info( "*** Stopping network\n" )
    s1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
    s1.deleteIntfs()
    info( '\n' )
    s2.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp2' )
    s2.deleteIntfs()
    info( '\n' )
 
if __name__ == '__main__':
    setLogLevel( 'info' )
    info( '*** Scratch network demo (kernel datapath)\n' )
    Mininet.init()
    myNet()

執行結果如下所示：

可以看到 p1 和 p3 互通，p2 和 p4 互通，如果其餘主機企圖 ping 時會丟包

四、實驗心得

學會了建立 ovs 交換機，能夠對Open vSwitch 進行基本操作。
學會了通過命令列終端使用 OVS 命令操作Open vSwitch 交換機，管理流表。
在 Mininet 中使用 pingall 指令時，明明已經修改好埠，但仍然總是出現全部丟包，上網搜尋得知可能是語言問題。於是我把原來中文版的虛擬機器刪了，新建了一個英文版的虛擬機器，終於可以正常 pingall 了。
在進階要求中，學會了通過 Mininet 的 Python 程式碼執行 OVS 命令，控制網路拓撲中的 Open vSwitch 交換機。其實 Python 程式碼執行 OVS 命令和在終端中輸入的指令非常相似。