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）

2.阅读Hub模块代码，使用 tcpdump 验证Hub模块；

• h1 ping h2
  

• h1 ping h3
  

• 由上图可以看出无论是h1 ping h2还是h1 ping h3，h2和h3都能同时接收到数据包。结果验证Hub模块的作用：Hub模块采用洪泛转发,每个交换机上都安装泛洪通配符规则，将数据包广播转发，此时交换机等效于集线器。所以在ping某个主机时，会在另一台主机上接收到。

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

（2）使用 tcpdump 验证Switch模块

• h1 ping h2
  

• h1 ping h3
  

(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。
（1）重新搭建（一）的拓扑，并使用命令dpctl del-flows删除流表，执行该命令后，所有主机都无法ping通。

（2）Python程序自定义一个POX模块SendFlowInSingle3

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) 

运行之后所有主机两两互通

（2）基于进阶1的代码，完成ODL实验的硬超时功能。

from pox.core import core
import pox.openflow.libopenflow_01 as of
 
class SendPoxHardTimeOut(object):
    def __init__(self):
        core.openflow.addListeners(self)
    def _handle_ConnectionUp(self, event):
        msg = of.ofp_flow_mod()  # 使用ofp_flow_mod()方法向交换机下发流表
        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.registerNew(SendPoxHardTimeOut)

结果

四、个人总结

• 关闭hub模块开启L2_Learning模块时出现报错。查阅资料后发现主要原因是使用6633这个端口号的进程还在进行，导致冲突，引起报错。因此可以重启虚拟机，或者使用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。
  遇到其中一个相同问题：
  错误：
  
  解决方法：
  
• 在此次实验中无法将SendFlowInSingle3.py放入pox目录下或直接在pox目录下创建，要通过在lab5目录下创建，在复制到pox目录下。
• 在本次实验中，第一次接触到POX 开源控制器，完成本实验之后，我初步理解了 POX 控制器的工作原理；通过验证POX的hub和l2_learning模块，初步掌握POX控制器的使用方法，进一步熟悉POX控制器流表下发的方法。