2019 SDN第五次上机作业
2019 SDN第五次上机作业
1.浏览RYU官网学习RYU控制器的安装和RYU开发入门教程，提交对于教程代
码的理解，包括但不限于：
安装RYU控制器并测试
描述官方教程实现了一个什么样的交换机功能？
官方教程实现了一个交换机功能:将接收到的数据包发送到所有端口的。
控制器设定交换机支持什么版本的OpenFlow?
OpenFlow v1.0
#dp.ofproto和dp.ofproto_parser是代表Ryu和交换机协商的OpenFlow协议的对象
from ryu.ofproto import ofproto_v1_0 OFP_VERSIONS = [ofproto_v1_0.OFP_VERSION] ofp = dp.ofproto ofp_parser = dp.ofproto_parser
控制器设定了交换机如何处理数据包？
- 交换机处理数据包的代码如下所示：
@set_ev_cls(ofp_event.EventOFPPacketIn, MAIN_DISPATCHER)
- 当ryu控制器接收到数据包时，通过set_ev_cls来告知交换机，调用新增函数packet_in_handler来处理数据包。其中第一个参数ofp_event.EventOFPPacketIn指示应调用此函数的事件类型；第二个参数MAIN_DISPATCHER指示开关的状态，使用 MAIN_DISPATCHER作为第二个参数表示仅在协商完成后才调用此函数。
def packet_in_handler(self, ev):
msg = ev.msg
dp = msg.datapath
ofp = dp.ofproto
ofp_parser = dp.ofproto_parser
actions = [ofp_parser.OFPActionOutput(ofp.OFPP_FLOOD)]
out = ofp_parser.OFPPacketOut(
datapath=dp, buffer_id=msg.buffer_id, in_port=msg.in_port,
actions=actions)
dp.send_msg(out)
新方法'packet_in_handler'已添加到L2Switch类。当Ryu收到OpenFlow packet_in消息时，将调用此方法。
packet_in_handler函数：
- ev.msg是表示packet_in数据结构的对象。
- msg.dp是代表数据路径（开关）的对象。
- dp.ofproto和dp.ofproto_parser是代表Ryu和交换机协商的OpenFlow协议的对象。
- OFPActionOutput类与packet_out消息一起使用，以指定要从中发送数据包的交换机端口。该应用程序使用OFPP_FLOOD标志来指示应在所有端口上发送数据包。
- OFPPacketOut类用于构建packet_out消息。
- 如果使用OpenFlow消息类对象调用Datapath类的send_msg方法，则Ryu会生成联机数据格式并将其发送到交换机。
2.根据官方教程和提供的示例代码（SimpleSwitch.py），将具有自学习功能的#
交换机代码（SelfLearning.py）补充完整:
- SimpleSwitch.py代码：
from ryu.base import app_manager
from ryu.controller import ofp_event
from ryu.controller.handler import MAIN_DISPATCHER
from ryu.controller.handler import set_ev_cls
from ryu.ofproto import ofproto_v1_0
from ryu.lib.packet import packet
from ryu.lib.packet import ethernet
from ryu.lib.packet import ether_types
from ryu.lib.packet import ipv4
class SimpleSwitch(app_manager.RyuApp):
OFP_VERSIONS = [ofproto_v1_0.OFP_VERSION]
def __init__(self, *args, **kwargs):
super(SimpleSwitch, self).__init__(*args, **kwargs)
@set_ev_cls(ofp_event.EventOFPPacketIn, MAIN_DISPATCHER)
def _packet_in_handler(self, ev):
msg = ev.msg
datapath = msg.datapath
ofproto = datapath.ofproto
pkt = packet.Packet(msg.data)
eth = pkt.get_protocol(ethernet.ethernet)
if eth.ethertype == ether_types.ETH_TYPE_LLDP:
#ignore lldp packet
return
if eth.ethertype == ether_types.ETH_TYPE_IPV6:
#ignore ipv6 packet
return
print ("PACKET_IN:")
print (eth.ethertype)
print ("ethernet:")
print ("eth_src=",eth.src)
print ("eth_dst=",eth.dst)
if eth.ethertype == ether_types.ETH_TYPE_IP:
_ipv4 = pkt.get_protocol(ipv4.ipv4)
print ("ipv4:")
print ("ip_src=",_ipv4.src)
print ("ip_dst=",_ipv4.dst)
dpid = datapath.id
out_port = ofproto.OFPP_FLOOD
actions = [datapath.ofproto_parser.OFPActionOutput(out_port)]
data = None
out = datapath.ofproto_parser.OFPPacketOut(datapath=datapath, buffer_id=msg.buffer_id, in_port=msg.in_port, actions=actions, data=data)
datapath.send_msg(out)
print ("PACKET_OUT...")
print
补充后的具有自学习功能的交换机代码如下（共有四处地方需要补充）：
from ryu.base import app_manager
from ryu.controller import ofp_event
from ryu.controller.handler import MAIN_DISPATCHER
from ryu.controller.handler import set_ev_cls
from ryu.ofproto import ofproto_v1_0
from ryu.lib.mac import haddr_to_bin
from ryu.lib.packet import packet
from ryu.lib.packet import ethernet
from ryu.lib.packet import ether_types
class SimpleSwitch(app_manager.RyuApp):
# TODO define OpenFlow 1.0 version for the switch
# add your code here
OFP_VERSIONS=[ofproto_v1_0.OFP_VERSION]
def __init__(self, *args, **kwargs):
super(SimpleSwitch, self).__init__(*args, **kwargs)
self.mac_to_port = {}
def add_flow(self, datapath, in_port, dst, src, actions):
ofproto = datapath.ofproto
match = datapath.ofproto_parser.OFPMatch(
in_port=in_port,
dl_dst=haddr_to_bin(dst), dl_src=haddr_to_bin(src))
mod = datapath.ofproto_parser.OFPFlowMod(
datapath=datapath, match=match, cookie=0,
command=ofproto.OFPFC_ADD, idle_timeout=0, hard_timeout=0,
priority=ofproto.OFP_DEFAULT_PRIORITY,
flags=ofproto.OFPFF_SEND_FLOW_REM, actions=actions)
# TODO send modified message out
# add your code here
datapath.send_msg(mod)
@set_ev_cls(ofp_event.EventOFPPacketIn, MAIN_DISPATCHER)
def _packet_in_handler(self, ev):
msg = ev.msg
datapath = msg.datapath
ofproto = datapath.ofproto
pkt = packet.Packet(msg.data)
eth = pkt.get_protocol(ethernet.ethernet)
if eth.ethertype == ether_types.ETH_TYPE_LLDP:
# ignore lldp packet
return
if eth.ethertype == ether_types.ETH_TYPE_IPV6:
# ignore ipv6 packet
return
dst = eth.dst
src = eth.src
dpid = datapath.id
self.mac_to_port.setdefault(dpid, {})
self.logger.info("packet in DPID:%s MAC_SRC:%s MAC_DST:%s IN_PORT:%s", dpid, src, dst, msg.in_port)
# learn a mac address to avoid FLOOD next time.
self.mac_to_port[dpid][src] = msg.in_port
if dst in self.mac_to_port[dpid]:
out_port = self.mac_to_port[dpid][dst]
else:
out_port = ofproto.OFPP_FLOOD
# TODO define the action for output
# add your code here
actions=[datapath.ofproto_parser.OFPActionOutput(out_port)]
# install a flow to avoid packet_in next time
if out_port != ofproto.OFPP_FLOOD:
self.logger.info("add flow s:DPID:%s Match:[ MAC_SRC:%s MAC_DST:%s IN_PORT:%s ], Action:[OUT_PUT:%s] ", dpid, src, dst, msg.in_port, out_port)
self.add_flow(datapath, msg.in_port, dst, src, actions)
data = None
if msg.buffer_id == ofproto.OFP_NO_BUFFER:
data = msg.data
# TODO define the OpenFlow Packet Out
# add your code here
out = datapath.ofproto_parser.OFPPacketOut(datapath=datapath,
buffer_id=msg.buffer_id,
in_port=msg.in_port, actions=actions,
data=data)
datapath.send_msg(out)
print ("PACKET_OUT...")
3.在mininet创建一个最简拓扑，并连接RYU控制器:
拓扑结构图如下所示：
- 创建拓扑python脚本：
from mininet.topo import Topo
class MyTopo(Topo):
def __init__(self):
Topo.__init__(self)
h1 = self.addHost('h1')
h2 = self.addHost('h2')
s1 = self.addSwitch('s1')
self.addLink(h1, s1, 1, 1)
self.addLink(h2, s1, 1, 2)
topos = {'mytopo': (lambda: MyTopo())}
- 使用命令运行python脚本
sudo mn --custom mytopo.py --topo mytopo --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10
- 未连接RYU控制器时查看s1的流表：
sudo ovs-ofctl dump-flows s1
- 连接RYU控制器：
ryu-manager SelfLearning.py
- 验证自学习交换机的功能，提交分析过程和验证结果:
- 再次查看s1流表：
- 在RYU控制器中可以看到目的主机的MAC地址、源主机的MAC地址、输入端口、输出端口等数据：
- 使用wireshark抓包分析如下所示：
心得体会
这次实验安装占了大部分的时间，前前后后至少重装了十几次，Mininet，pip3，ryu，python各个版本之间莫名其妙的冲突，翻遍了全网的安装教程（心态爆炸），最后还找到了老师（旺得福）的安装博客（真是太巧了），最后终于安装成功，学到了好多个命令行的使用，真是太好了太惨了，最后总算摸透了各个路径，安装的配置更新。好在后面的具体操作部分不会很难，中间python文件缩进的问题又卡了很久（自闭了，以为代码不对，原来是缩进问题），后面在了老师发的实例和网上的教程之后和同学的帮助下，最后终于完成了。通过这次实验，我对交换机的自学习功能、ryu控制器的基本原理和使用方法也有了一定的了解。
