實驗5：開源控制器實踐——POX

阿新 • • 發佈：2021-10-08

一、實驗目的

能夠理解 POX 控制器的工作原理

通過驗證POX的forwarding.hub和forwarding.l2_learning模組，初步掌握POX控制器的使用方法

能夠運用 POX控制器編寫自定義網路應用程式，進一步熟悉POX控制器流表下發的方法

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

3.1 基本要求

3.1.1 搭建下圖所示SDN拓撲，協議使用Open Flow 1.0，控制器使用部署於本地的POX（預設監聽6633埠）

使用以下命令搭建拓撲：
sudo mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10

3.1.2 閱讀Hub模組程式碼，使用 tcpdump 驗證Hub模組

命令列建立的主機ip分別自動分配為10.0.0.1，10.0.0.2，10.0.0.3

h1 ping h2

h1 ping h3

根據上方截圖可以發現，不管h1 ping h2還是h3，h2和h3都能接收到資料包，符合Hub模組的作用：在每個交換機上安裝泛洪萬用字元規則，將資料包廣播轉發，此時交換機等效於集線器。

3.1.3 閱讀L2_learning模組程式碼，畫出程式流程圖，使用 tcpdump 驗證Switch模組

流程圖

h1 ping h2

h1 ping h3

根據上方截圖可以發現，當h1 ping相應主機時，只有相應主機可以接收到資料包，符合Switch模組的作用：讓OpenFlow交換機實現L2自學習。

3.2 進階要求

3.2.1 重新搭建（一）的拓撲，此時交換機內無流表規則，拓撲內主機互不相通；編寫Python程式自定義一個POX模組SendFlowInSingle3，並且將拓撲連線至SendFlowInSingle3（預設埠6633），實現向s1傳送流表規則使得所有主機兩兩互通

重新搭建（一）的拓撲，且交換機內要無流表規則
- 首先刪除交換機s1中的流表：dpctl del-flows
- 因為流表有存活性，因此如果沒有重啟虛擬機器的話，還是能夠互相ping通

檢視POX使用指南編寫程式碼

SendFlowInSingle3.py：向交換機S1下發流表規則

from pox.core import core
import pox.openflow.libopenflow_01 as of
from pox.lib.addresses import IPAddr

class SendFlowInSingle3(object):
    def __init__ (self):
    	core.openflow.addListeners(self)
    def _handle_ConnectionUp(self,event):
        msg = of.ofp_flow_mod()
        msg.priority = 1
        msg.idle_timeout=0
        msg.match.in_port = 1
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port = of.OFPP_ALL))
        event.connection.send(msg)
        msg = of.ofp_flow_mod()
        msg.priority = 1
        msg.idle_timeout=0
        msg.match.in_port = 2
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port = of.OFPP_ALL))
        event.connection.send(msg)
        msg = of.ofp_flow_mod()
        msg.priority = 1
        msg.idle_timeout=0
        msg.match.in_port = 3
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port = of.OFPP_ALL))
        event.connection.send(msg)


def launch ():
	core.registerNew(SendFlowInSingle3)

各主機都能互相ping通，且檢視流表如下

四、個人總結

實驗難度：較難

實驗過程遇到的困難及解決辦法：

實驗要求（一）中搭建拓撲要記得命令末尾為OpenFlow10，因為POX僅支援OpenFlow1.0，因為之前都是用OpenFlow13，因此沒改的話後面驗證過程會出錯。
閱讀L2_learning模組程式碼，畫出程式流程圖時遇到了困難，因為程式的引數太多，後來發現程式碼檔案的開頭給出了演算法的簡介，於是根據簡介畫出了流程圖。
在進行進階要求的時候，不知道如何寫，翻看中國大學慕課中溫州大學的軟體定義網路，下圖給了我靈感：

個人感想：這次實驗的正常要求還是挺容易的，中規中矩，但是進階要求也太令人頭大了吧！密密麻麻的英文文件看的頭都要裂了，於是在裡面不停翻找與flow有關的字眼，後來找到的內容發現跟老師pdf裡面給出的of_flow_mod和例子兩個程式碼一樣，看了如何註冊元件之後就簡單寫了下，後來發現前者只需import呼叫就行了，然後又瞎折騰了半天，看過慕課裡的實踐指導書後找到了頭緒，在進行連線的同時下發流表，寫出的程式碼結果還挺滿意的，但是感覺跟洪泛又有點像，哈哈哈不管了。