实验2：Open vSwitch虚拟交换机实践

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

Ubuntu 20.04 Desktop amd64

三、实验要求

（一）基本要求

1. ovs-vsctl基础操作实践：创建OVS交换机，以ovs-xxxxxxxxx命名，其中xxxxxxxxx为本人学号。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190.168.1.100、192.168.1.101，子网掩码为255.255.255.0；最后测试p0和p1的连通性。
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. 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

4. 主机连通性要求：

• h1 – h3互通
• h2 – h4互通
• 其余主机不通

（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。

（三）实验报告

1. 请用Markdown排版；
2. 基础要求提交
   a) /home/用户名/学号/lab2/目录下执行ovs-vsctl show命令、以及p0和p1连通性测试的执行结果

   

   

   b) /home/用户名/学号/lab2/目录下开启Mininet CLI并执行pingall命令的截图、上述目录下查看OVS流表的命令结果截图，wireshark抓包截图，其余文字请勿赘述，否则扣分； 

from mininet.topo import Topo

class MyTopo(Topo):

    def __init__(self):
        # initilaize topology
        Topo.__init__(self)
        
        #add hosts
        h1 = self.addHost('h1')
        h2 = self.addHost('h2')
        h3 = self.addHost('h3')
        h4 = self.addHost('h4')

        #add switches        
        s1 = self.addSwitch('s1')
        s2 = self.addSwitch('s2')
        
        #add links
        self.addLink(h1, s1, 1, 1)
        self.addLink(h2, s1, 1, 2)
        self.addLink(h3, s2, 1, 1)
        self.addLink(h4, s2, 1, 2)
        self.addLink(s1, s2, 3, 3)
topos = {'mytopo': (lambda: MyTopo())}

进阶要求为选做，有完成的同学请提交代码和执行结果截图，有完成比未完成的上机分数更高。

#!/usr/bin/python

from mininet.net import Mininet
from mininet.node import Node
from mininet.link import Link
from mininet.log import  setLogLevel, info

def myNet():
    "Create network from scratch using Open vSwitch."

    info( "*** Creating nodes\n" )
    switch1 = Node( 's1', inNamespace=False )
    switch2 = Node( 's2', inNamespace=False )

    h1 = Node( 'h1' )
    h2 = Node( 'h2' )
    h3 = Node( 'h3' )
    h4 = Node( 'h4' )


    info( "*** Creating links\n" )
    Link( h1, switch1)
    Link( h2, switch1)
    Link( h3, switch2)
    Link( h4, switch2)
    Link( switch1, switch2)

    info( "*** Configuring hosts\n" )
    h1.setIP( '192.168.123.1/24' )
    h2.setIP( '192.168.124.1/24' )
    h3.setIP( '192.168.123.2/24' )
    h4.setIP( '192.168.124.2/24' )

    info( "*** Starting network using Open vSwitch\n" )
    switch1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp0' )
    switch1.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp0' )

    switch2.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
    switch2.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp1' )


    for intf in switch1.intfs.values():
        print (intf)
        print (switch1.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp0 %s' % intf ))


    for intf in switch2.intfs.values():
        print (intf)
        print (switch2.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp1 %s' % intf ))

    print (switch1.cmd(r'ovs-vsctl show'))

    print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3'))
    print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3'))
    print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1'))
    print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2'))

    print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3'))
    print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3'))
    print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1'))
    print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2'))


    info( "*** Running test\n" )
    h1.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h3.IP() )
    h2.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h4.IP() )
    h1.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h4.IP() )
    h2.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h3.IP() )



    info( "*** Stopping network\n" )
    switch1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp0' )
    switch1.deleteIntfs()
    switch2.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
    switch2.deleteIntfs()
    info( '\n' )

if __name__ == '__main__':
    setLogLevel( 'info' )
    info( '*** Scratch network demo (kernel datapath)\n' )
    Mininet.init()
    myNet()

四、个人总结

本次实验比之前难度大些，流表创建的那部分，代码比较长，一不小心很容易出错。还有就是查看ovs交换机状态跳出很多交换机，还以为出现了什么错误，由于不熟悉ovs和下发流表的意义，遇到几次ping不通的情况，重新做了好几遍才成功，在下发流表前尝试pingall没ping通，还以为是自己前面的步骤操作有误，后来才明白要下发流表后才ping的通。还有就是不熟悉Wireshark的用法，一开始没有在ping的时候抓包，导致没有结果出来。遇到python文件无法更改（权限问题），可以通过sudo chmod a+w 文件名的命令修改权限。新建网桥之后端口有冲突，后来经过查询是之前的网桥占用了端口，先用show查询之前的网桥，然后用sudo ovs-vsctl del-br 网桥名称命令进行删除我对OVS交换机的创建以及添加流表、划分VLAN有了更深的理解，以及熟悉使用wireshark进行数据抓包并分析的操作，但就具体细小的知识点，我还不是很明白，还需要进一步的学习。