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
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。
//创建OVS交换机，以057学号命名
sudo ovs-vsctl add-br ovs-switch057
//创建端口p0，设置编号为100
sudo ovs-vsctl add-port ovs-switch057 p0
sudo ovs-vsctl set Interface p0 ofport_request=100 type=internal
//创建端口p1，设置编号为101
sudo ovs-vsctl add-port ovs-switch057 p1
sudo ovs-vsctl set Interface p1 ofport_request=101 type=internal
//创建一个虚拟网络空间ns0，将p0移入
sudo ip netns add ns0
sudo ip link set p0 netns ns0
sudo ip netns exec ns0 ip addr add 192.168.0.100/24 dev p0
sudo ip netns exec ns0 ifconfig p0 promisc up
//创建一个虚拟网络空间ns1，将p1移入
sudo ip netns add ns1
sudo ip link set p1 netns ns1
sudo ip netns exec ns1 ip addr add 192.168.0.101/24 dev p1
sudo ip netns exec ns1 ifconfig p1 promisc up
//查看网络状态
sudo ovs-vsctl show
//p0和p1连通性测
sudo ip netns exec ns0 ping 192.168.0.101
sudo ip netns exec ns1 ping 192.168.0.100
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。
3.先给拓扑生成python文件，然后在修改python文件，并在命令行运行
4.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
|
1.主机连通性要求：
- h1 – h3互通
- h2 – h4互通
2.其余主机不通
3.查看流表
4.用wireshark抓 h1 ping h3的包，观察s1-eth3
5.用wireshark抓 h1 ping h3的包，观察s2-eth3
（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。
以下为代码：
from mininet.net import Mininet
from mininet.node import Controller, RemoteController, OVSController
from mininet.node import CPULimitedHost, Host, Node
from mininet.node import OVSKernelSwitch, UserSwitch
from mininet.node import IVSSwitch
from mininet.cli import CLI
from mininet.log import setLogLevel, info
from mininet.link import TCLink, Intf
from subprocess import call
def setNetwork():
net =Mininet( topo=None,
build=False,
ipBase='196.168.0.0/24')
info('***add the controller\n')
c0=net.addController(name='c0',
controller=Controller,
prococol='tcp',
port=6633)
info('***add switch\n')
switch=[]
for i in range(2):
sw=net.addSwitch('s{}'.format(i+1),cls=OVSKernelSwitch)
switch.append(sw)
info('***add host\n')
host=[]
for i in range(4):
ip='196.168.0.'+str(i+1)
name='h'+str(i+1)
h=net.addHost(name,clas=Host,ip=ip,defaltRoute=None)
host.append(h)
info('***add links\n')
for i in range(4):
if i<2:
net.addLink(switch[0],host[i],i+1,1)
else:
net.addLink(switch[1],host[i],i-1,1)
net.addLink(switch[0],switch[1],3,3)
info ('*** start network\n')
net.build()
info('***start controllers\n')
for ctl in net.controllers:
ctl.start()
info('***start swicth\n')
net.get('s1').start([c0])
net.get('s2').start([c0])
info( '*** Post configure switches and hosts\n')
for i in range(2):
for t in range(2):
port=t+1
field=4096+t
switch[i].cmd('sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s{cnt} priority=1,in_port={Port},actions=push_vlan:0x8100,set_field:{Field}-\>vlan_vid,output:3'.format(cnt=i+1,Port=port,Field=field))
for t in range(2):
switch[i].cmd('sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s{cnt} priority=1,dl_vlan={iiiddd},actions=pop_vlan,output:{outPut}'.format(cnt=i+1,iiiddd=t,outPut=t+1))
CLI(net)
net.stop()
if __name__=='__main__':
setLogLevel('info')
setNetwork()
可以看到拓扑的联通情况（h1-h3, h2-h4）与（一）中一样
四、个人总结
-
1.遇到的问题
在流表创建那个地方遇到的问题较多也耽搁了不少时间，如：流表创建完以后要进入mininet的编辑模式进行网络连通，但是出现了以下问题
后来又用sudo mn -c进行清除配置，但是清除完以后上述的配置都没了。
后来才明白可以在多个窗口的命令行下运行，不必ctl+z退出mininet模式去配置流表，配置流表和文件运行应该是相照应的联系，二者不可或缺。 -
2.反思和收获
相比于第一次的新手入门，这一次作业更加轻车熟路了，遇到问题也可以自己解决大部分，同时在书写进阶练习的代码时候，更加灵活学习了python的语法，同时也熟悉了命令后的使用。
在一些问题上，比如出现命令后错误，“s1 is not bridge or socket”，通过百度知识知道了错误在哪里，也阅读了许多博客，明白了sdn的三成网络架构，大多数网络配置问题都出现在南向接口中，即转发层和控制层的接口中。
最后我觉得抓包那个实验很有趣，回忆起计算机网路中的广播mac地址询问和回答。总体实验还算顺利，学有收获。
