实验2：Open vSwitch 虚拟交换机实践

实验2：Open vSwitch虚拟交换机实践

一、实验目的

1. 能够对Open vSwitch进行基本操作；
2. 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；
3. 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

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，并完整安装Mininet；

三、实验要求

（一）基本要求

1. 创建OVS交换机，并以ovs-switchxxx命名，其中xxx为本人在选课班级中的序号，例如ovs-switch001, ovs-switch088等。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190.168.0.100、192.168.0.101，子网掩码为255.255.255.0；最后测试p0和p1的连通性。

• 查看网络状态
  

• p0，p1 连通性测试
  

2. 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。

• 在终端输入指令 sudo ../mininet/examples/miniedit.py
• 生成拓扑图
  
• 在 OpenFlow1.3 协议打勾
  
• 打开文本编辑器修改端口
  
• 网络连接情况
  

3. 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。
   

• 在命令行中如下输入指令
  

4. 主机连通性要求：

• h1 – h3互通
• h2 – h4互通
• 其余主机不通

• 检测连通性
  
• 查看下发流表
  
• 在终端中输入指令 sudo wireshark 打开 Wireshark 进行抓包
  
  

（二）进阶要求

1. 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。
   代码如下：

点击查看代码

#!/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()

运行结果如下所示：

可以看到 p1 和 p3 互通，p2 和 p4 互通，如果其余主机企图 ping 时会丢包

四、实验心得

• 学会了创建 ovs 交换机，能够对Open vSwitch 进行基本操作。
• 学会了通过命令行终端使用 OVS 命令操作Open vSwitch 交换机，管理流表。
• 在 Mininet 中使用 pingall 指令时，明明已经修改好端口，但仍然总是出现全部丢包，上网搜索得知可能是语言问题。于是我把原来中文版的虚拟机删了，新建了一个英文版的虚拟机，终于可以正常 pingall 了。
• 在进阶要求中，学会了通过 Mininet 的 Python 代码运行 OVS 命令，控制网络拓扑中的 Open vSwitch 交换机。其实 Python 代码运行 OVS 命令和在终端中输入的指令非常相似。