实验5：开源控制器实践——POX

（一）基础要求

Hub模块

h1 ping h2

h1 ping h3

l2_learning 模块

h1 ping h2

h1 ping h3

L2_learning模块代码流程图

(二)进阶

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

搭建拓扑sudo mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10

SendFlowInSingle3代码

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):
        
        #设置数据包从端口1进，从端口2和端口3出
        msg = of.ofp_flow_mod()# 使用ofp_flow_mod()的方法向交换机来下发流表
        msg.priority = 1#设置msg的优先级
        msg.match.in_port = 1#设置在端口1接收数据包
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port = of.OFPP_ALL))#增加转发向所有端口的动作
        event.connection.send(msg)#通过send函数向交换机发送所设定的消息

        #设置数据包从端口2进，从端口1和端口3出
        msg = of.ofp_flow_mod()
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 2
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port = of.OFPP_ALL))
        event.connection.send(msg)

        #设置数据包从端口3进，从端口1和端口2出
        msg = of.ofp_flow_mod()
        msg.priority = 1
        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)

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 = 3
        msg.match.in_port = 1 
        msg.hard_timeout = 10  #硬超时10秒
        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 = of.OFPP_ALL)) 
        event.connection.send(msg)

        
        msg = of.ofp_flow_mod()  
        msg.priority = 3
        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 = of.OFPP_ALL))
        event.connection.send(msg)

def launch():
    core.registerNew(SendPoxHardTimeOut)

2.1 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）

2.2 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）

``

实验现象原理

OpenFlow协议通过超时机制来缓解交换机流表容量有限的问题。该机制让流表项只在一段时间内生效，并自动清理掉旧的、失效的流表项，腾出流表容量，以添加新的流表项。OpenFlow协议的流表项超时机制的核心是有效时间，用户可以为每条流表项指定一个有效时间（不指定则一直存在），在控制器向交换机下发流表项时设定。如果某条流表项存在的时间（硬超时）或未被匹配到的时间（软超时）超过预设定的有效时间，OpenFlow交换机会主动移除该流表项。因此我们查看流表的时候，s1-eth1只有一条，

流表的匹配遵循两条原则：

（1）优先级不同情况下，优先级高的先匹配，优先级低的后匹配，优先级的范围0~66535，数字越大则优先级越高；

（2）优先级相同情况下，当流表项具有相同的优先级，相同的actions，不同的匹配域粒度的情况下，按照流表项添加的先后顺序匹配，最先添加的流表项，数据流优先匹配，即按照添加的先后顺序进行匹配

(我的理解,不一定对捏)：下发2了个流表 一个高优先级 无转发动作，设定硬超时机制10s的流表t1 和 一个低优先级 有转发动作的流表t2。开始发送数据，根据匹配机制，优先匹配高优先级的t1，因为t1无转发动作，所以显示找不到主机，10s后因为硬超时机制，t1被删除，后继的数据发送匹配t2，可以正常发送数据包

个人总结

• forwarding.hub 组件的作用为：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。所以 h1 ping h2或h1 ping h3时h2 h3都能抓到包
• forwarding.l2_learning组件的作用：让OpenFlow交换机实现L2自学习，当它进行L2地址学习时，它会与尽可能多的字段做匹配，实现流规则多样化。数据只会发给对应的主机
• 创建拓扑的时候协议必须使用协议open Flow 1.0,pox只支持1.0版本
  
• L2_learning模块的代码流程图通过查看L2_learning.py文件中一大片注释得知算法流程，再根据算法流程在线画流程图，还行，就是导出会带水印
  
• ping用于确定本地主机是否能与另一台主机成功交换(发送与接收)数据包， 发送与接收！！！！ 要能发也能收ping的时候才能显示信息，单边通的的时候ping还是显示找不到主机（ 尝试过只添加h1发送给h3的流表动作不添加h3发给h1的流表动作 ，h1 ping h3显示找不到主机。根据定义结合实践总结的，没找到确定的资料，不一定对捏）
• 进阶部分pdf给的资料看得云里雾里的，都是英文，翻译了也不知道该干啥，最后问了老师并参考了别人的代码写出来了
• 这次实验验证POX的forwarding.hub和forwarding.l2_learning模块，初步掌握POX控制器的使用方法，进一步熟悉POX控制器流表下发的方法
• 进一步了解了SDN流表匹配机制和OpenFlow协议超时机制以及ping