实验2：Open vSwitch虚拟交换机实践
一、实验目的
- 能够对Open vSwitch进行基本操作；
- 能够通过命令行终端使用OVS命令操作Open vSwitch交换机，管理流表；
- 能够通过Mininet的Python代码运行OVS命令，控制网络拓扑中的Open vSwitch交换机
二、实验环境
Ubuntu 20.04 Desktop amd64
三、实验要求
（一）基本要求
- ovs-vsctl基础操作实践：创建OVS交换机，以ovs-xxxxxxxxx命名，其中xxxxxxxxx为本人学号。在创建的交换机上增加端口p0和p1，设置p0的端口号为100，p1的端口号为101，类型均为internal；为了避免网络接口上的地址和本机已有网络地址冲突，需要创建虚拟网络空间（参考命令netns）ns0和ns1，分别将p0和p1移入，并分别配置p0和p1端口的ip地址为190.168.1.100、192.168.1.101，子网掩码为255.255.255.0；最后测试p0和p1的连通性。
- 使用Mininet搭建的SDN拓扑，如下图所示，要求支持OpenFlow 1.3协议，主机名、交换机名以及端口对应正确。
from mininet.topo import Topo class MyTopo(Topo): def __init__(self): # initilaize topology Topo. __init__(self) # add hosts h1 = self.addHost('h1') h2 = self.addHost('h2') h3 = self.addHost('h3') h4 = self.addHost('h4') # add switches s1 = self.addSwitch('s1') s2 = self.addSwitch('s2') # add links self.addLink(h1, s1, 1, 1) self.addLink(h2, s1, 1, 2) self.addLink(h3, s2, 1, 1) self.addLink(h4, s2, 1, 2) self.addLink(s1, s2, 3, 3) topos = {'mytopo': (lambda: MyTopo())} - 通过命令行终端输入“ovs-ofctl”命令，直接在s1和s2上添加流表，划分出所要求的VLAN。
| VLAN_ID | Hosts |
|---|---|
| 0 | h1 h3 |
| 1 | h2 h4 |
- 主机连通性要求：
- h1 – h3互通
- h2 – h4互通
- 其余主机不通
（二）进阶要求
阅读SDNLAB实验使用Mininet，编写Python代码，生成（一）中的SDN拓扑，并在代码中直接使用OVS命令，做到可以直接运行Python程序完成和（一）相同的VLAN划分。
#!/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."
info( "*** Creating nodes\n" )
switch1 = Node( 's1', inNamespace=False )
switch2 = Node( 's2', inNamespace=False )
h1 = Node('h1')
h2 = Node('h2')
h3 = Node('h3')
h4 = Node('h4')
info( "*** Creating links\n" )
Link(h1, switch1)
Link(h2, switch1)
Link(h3, switch2)
Link(h4, switch2)
Link(switch1, switch2)
info( "*** Configuring hosts\n" )
h1.setIP( '192.168.123.1/24' )
h2.setIP( '192.168.124.1/24' )
h3.setIP( '192.168.123.2/24' )
h4.setIP( '192.168.124.2/24' )
info( "*** Starting network using Open vSwitch\n" )
switch1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp0' )
switch1.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp0' )
switch2.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
switch2.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp1' )
for intf in switch1.intfs.values():
print (intf)
print (switch1.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp0 %s' % intf ))
for intf in switch2.intfs.values():
print (intf)
print (switch2.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp1 %s' % intf ))
print (switch1.cmd(r'ovs-vsctl show'))
print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3'))
print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3'))
print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1'))
print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2'))
print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3'))
print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3'))
print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1'))
print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2'))
info( "*** Running test\n" )
h1.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h3.IP() )
h2.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h4.IP() )
h1.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h4.IP() )
h2.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h3.IP() )
info( "*** Stopping network\n" )
switch1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp0' )
switch1.deleteIntfs()
switch2.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
switch2.deleteIntfs()
info( '\n' )
if __name__ == '__main__':
setLogLevel( 'info' )
info( '*** Scratch network demo (kernel datapath)\n' )
Mininet.init()
myNet()
（三）个人总结
本次实验是sdn的第二次实验，在本次实验中我学会了通过命令行终端使用ovs命令操作交换机管理流表，本次实验拓扑比较复杂，过程中碰到问题较多需要耐心，在通过同学帮助和网上查找资料下得到了问题的解决，并从中学会了不单单是实验中出现的各种问题，并且对问题的出错和发生有更深入一层次的思考和学习，收获丰富。使用wireshark抓包之前也需要先pingall之后才行，等等各种细节的摸索需要时间，其中曾经出错过多次，好在还是很好地完成了实验。
