实验2:Open vSwitch虚拟交换机实践
一、实验目的
- 能够对Open vSwitch进行基本操作;
- 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;
- 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
- 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
(一)基本要求
- 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,命名为ovs-switch017
sudo ovs-vsctl add-br ovs-switch017
#创建端口p0,设置编号为100,类型为“internal”
sudo ovs-vsctl add-port ovs-switch017 p0
sudo ovs-vsctl set Interface p0 ofport_request=100 type=internal
#创建端口p1,设置编号为100,类型为“internal”
sudo ovs-vsctl add-port ovs-switch017 p1
sudo ovs-vsctl set Interface p1 ofport_request=101 type=internal
#创建一个虚拟网络空间ns0,把p0接口移入网络空间ns0,并配置IP地址为190.168.0.100
sudo ip netns add ns0
sudo ip link set p0 netns ns0
sudo ip netns exec ns0 ip addr add 190.168.0.100/24 dev p0
sudo ip netns exec ns0 ifconfig p0 promisc up
#创建一个虚拟网络空间ns1,把p1接口移入网络空间ns1,并配置IP地址为192.168.0.101
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
🔽在命令行输入以下命令查看网络状态:
sudo ovs-vsctl show
测试p0与p1的连通性
🔽在命令行输入以下命令
sudo ip netns exec ns0 ping 192.168.0.101
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mininet/examples下目录下输入
sudo python miniedit.py
搭建所要求的拓扑如下图所示
保存拓扑文件,并修改源代码为另存为demo1.py文件,并将文件保存在lab2目录下
net.addLink(h1, s1, 1, 1)
net.addLink(h2, s1, 1, 2)
net.addLink(s1, s2, 3, 3)
net.addLink(h4, s2, 1, 2)
net.addLink(h3, s2, 1, 1)
🔽在lab2目录下输入以下命令
sudo python demo1.py
输入link查看连接情况
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 |
🔽在命令行输入以下内容下发流表
#s1添加流表
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096\>vlan_vid,output:3
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097\>vlan_vid,output:3
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2
#s2添加流表
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096\>vlan_vid,output:3
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097\>vlan_vid,output:3
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2
🔽输入以下命令查看s1流表
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 dump-flows s1
🔽输入以下命令查看s2流表
sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 dump-flows s2
- 主机连通性要求:
- h1 – h3互通
- h2 – h4互通
- 其余主机不通
🔽输入以下命令查看连通性
mininet>pingall
可以看出h1-h3互通,h2-h4互通,其余主机不互通,符合要求。
🔽在mininet终端输入以下命令
mininet>h1 ping h3
🔽在lab2目录下在不关闭miniet窗口下打开另一个终端窗口,输入以下命令抓取端口号,端口号为0
sudo wireshark
🔽输入以下命令抓包ID=1
h2 ping h4
(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。
在demo1.py原代码的基础上加入s1s2的下发流表生成python程序demo2.py
#!/usr/bin/env python
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 myNetwork():
net = Mininet( topo=None,
build=False,
ipBase='10.0.0.0/8')
info( '*** Adding controller\n' )
c0=net.addController(name='c0',
controller=Controller,
protocol='tcp',
port=6633)
info( '*** Add switches\n')
s1 = net.addSwitch('s1', cls=OVSKernelSwitch)
s2 = net.addSwitch('s2', cls=OVSKernelSwitch)
info( '*** Add hosts\n')
h1 = net.addHost('h1', cls=Host, ip='10.0.0.1', defaultRoute=None)
h2 = net.addHost('h2', cls=Host, ip='10.0.0.2', defaultRoute=None)
h3 = net.addHost('h3', cls=Host, ip='10.0.0.3', defaultRoute=None)
h4 = net.addHost('h4', cls=Host, ip='10.0.0.4', defaultRoute=None)
info( '*** Add links\n')
net.addLink(h1, s1,1,1)
net.addLink(h2, s1,1,2)
net.addLink(s1, s2,3,3)
net.addLink(h4, s2,1,2)
net.addLink(h3, s2,1,1)
info( '*** Starting network\n')
net.build()
info( '*** Starting controllers\n')
for controller in net.controllers:
controller.start()
info( '*** Starting switches\n')
net.get('s1').start([c0])
net.get('s2').start([c0])
s1.cmd(
'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3')
s1.cmd(
'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3')
s1.cmd('sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1')
s1.cmd('sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2')
s2.cmd(
'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3')
s2.cmd(
'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3')
s2.cmd('sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1')
s2.cmd('sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2')
info( '*** Post configure switches and hosts\n')
CLI(net)
net.stop()
if __name__ == '__main__':
setLogLevel( 'info' )
myNetwork()
查看VLAN划分
🔽运行demo2.py文件直接查看流表
🔽查看连通性
四、个人总结
- 实验难度:中等
- 实验过程遇到的困难及解决办法
在查看流表时会出现错误,后来发现是在同一个窗口下对demo1.py文件exit后查看流表出现的错误,应该在当前文件夹下打开另一个窗口查看流表。
Please shut down the controller which is running on port 6633
经过百度错误是由于在退出mininet的时候是使用ctrl-c退出的,所以导致controller没有被正常杀死,所以导致6633端口一直被占用。
🔽输入以下命令
sudo mn -c
3.个人感想:
在实验过程中总是会不断地出错,需要不断地去查找错误修正错误。通过这次实验,学会了对Open vSwitch进行基本操作,通过命令行终端使用OVS命令操作Open vSwitch交换机,管理流表,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。