实验5：开源控制器实践——POX

一、实验目的

• 能够理解 POX 控制器的工作原理
• 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
• 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

• 下载虚拟机软件Oracle VisualBox或VMware
• 在虚拟机中安装Ubuntu 20.04 Desktop amd64，并完整安装Mininet
  
   

三、实验要求

3.1 基本要求

3.1.1 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）

 

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

3.1.2 阅读Hub模块代码，使用 tcpdump 验证Hub模块

• 命令行创建的主机ip分别自动分配为10.0.0.1，10.0.0.2，10.0.0.3
   
• h1 ping h2
  
   
• h1 ping h3
  
   
• 根据上方截图可以发现，不管h1 ping h2还是h3，h2和h3都能接收到数据包，符合Hub模块的作用：在每个交换机上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。
  
   

3.1.3 阅读L2_learning模块代码，画出程序流程图，使用 tcpdump 验证Switch模块

• 流程图
  

 

• h1 ping h2
  
   
• h1 ping h3
  
   
• 根据上方截图可以发现，当h1 ping相应主机时，只有相应主机可以接收到数据包，符合Switch模块的作用：让OpenFlow交换机实现L2自学习。
  
   

3.2 进阶要求

3.2.1 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

• 重新搭建（一）的拓扑，且交换机内要无流表规则
  • 首先删除交换机s1中的流表：dpctl del-flows
  • 因为流表有存活性，因此如果没有重启虚拟机的话，还是能够互相ping通
    
     
• 查看POX使用指南编写代码
   
• SendFlowInSingle3.py：向交换机S1下发流表规则

from pox.core import core
import pox.openflow.libopenflow_01 as of

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)

 

• 各主机都能互相ping通，且查看流表如下
  
  
   

四、个人总结

• 实验难度：较难
• 实验过程遇到的困难及解决办法：
  • 实验要求（一）中搭建拓扑要记得命令末尾为OpenFlow10，因为POX仅支持OpenFlow1.0，因为之前都是用OpenFlow13，因此没改的话后面验证过程会出错。
  • 阅读L2_learning模块代码，画出程序流程图时遇到了困难，因为程序的参数太多，后来发现代码文件的开头给出了算法的简介，于是根据简介画出了流程图。
  • 在进行进阶要求的时候，不知道如何写，翻看中国大学慕课中温州大学的软件定义网络，下图给了我灵感：
    
     
• 个人感想：这次实验的正常要求还是挺容易的，中规中矩，但是进阶要求也太令人头大了吧！密密麻麻的英文文档看的头都要裂了，于是在里面不停翻找与flow有关的字眼，后来找到的内容发现跟老师pdf里面给出的of_flow_mod和例子两个代码一样，看了如何注册组件之后就简单写了下，后来发现前者只需import调用就行了，然后又瞎折腾了半天，看过慕课里的实践指导书后找到了头绪，在进行连接的同时下发流表，写出的代码结果还挺满意的，但是感觉跟洪泛又有点像，哈哈哈不管了。