实验5 开源控制器实践——POX
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
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
3.阅读L2_learning模块代码，画出程序流程图，使用 tcpdump 验证Switch模块。
h1 ping h2
4、L2_learning模块代码流程图
（二）进阶要求
1、进阶1
(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；
(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
class SendFlowInSingle3(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 # 使数据包进入端口1
msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2)) # 从端口2转发出去
msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3)) # 从端口3转发出去
event.connection.send(msg)
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 = 2 # 使数据包进入端口2
msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1)) # 从端口1转发出去
msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3)) # 从端口3转发出去
event.connection.send(msg)
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 = 3 # 使数据包进入端口3
msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1)) # 从端口1转发出去
msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2)) # 从端口2转发出去
event.connection.send(msg)
def launch():
core.registerNew(SendFlowInSingle3)
- 可以发现，运行SendFlowInSingle3模块后，所有主机两两互通并且将拓扑连接至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。
2、进阶2
基于进阶1的代码，完成ODL实验的硬超时功能。
SendPoxHardTimeOut代码
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()
msg.priority = 2
msg.match.in_port = 1
msg.hard_timeout = 10
event.connection.send(msg)
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 = 2
msg.match.in_port = 2
msg.hard_timeout = 10
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 = 2
msg.match.in_port = 3
msg.hard_timeout = 10
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)
(1)基于进阶1的代码，完成ODL实验的硬超时功能。（先运行SendFlowSingle3，先通再断再恢复）
流表查看：
(2)基于进阶1的代码，完成ODL实验的硬超时功能。（直接运行SendPoxHardTimeOut，先断后通， 能验证流表项生效即可）
流表查看：
四、个人总结
- 实验难度：基础部分难度适中，但进阶的流表编写有较大难度，但也通过查阅资料学习Hub模块和Switch模块，最后理解相对而言较为透彻。
- 由于在hub模式下，采取广播帧的模式，交换机每收到一帧，会向所有端口进行广播，因而无论是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。
- 由于在自学习模式下，交换机会根据mac高速缓存信息进行发送数据包，因而当h1 ping 某个主机时，只有相应主机可以接收到数据包，其他主机接收不到。结果验证Switch模块的功能：让OpenFlow交换机实现L2自学习。
- 另外还回顾了何为广播。ARP请求为广播形式发送的，网络上的主机可以自主发送ARP应答消息，并且当其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就将其记录在本地的MAC地址转换表，这就是L2自学习的过程。
- 过程种遇到ctrlz挂起进程，通过fp <任务序号>就可以唤醒，从而不占用进程空间
