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

Ubuntu 20.04 Desktop amd64

三、实验要求

（一）基本要求

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。
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。
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

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

请用Markdown排版；
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；

 1 from mininet.topo import Topo
 2 
 3 class MyTopo(Topo):
 4 
 5     def __init__(self):
 6         # initilaize topology
 7         Topo.__init__(self)
 8         
 9         #add hosts
10         h1 = self.addHost('h1')
11         h2 = self.addHost('h2')
12         h3 = self.addHost('h3')
13         h4 = self.addHost('h4')
14 
15         #add switches        
16         s1 = self.addSwitch('s1')
17         s2 = self.addSwitch('s2')
18         
19         #add links
20         self.addLink(h1, s1, 1, 1)
21         self.addLink(h2, s1, 1, 2)
22         self.addLink(h3, s2, 1, 1)
23         self.addLink(h4, s2, 1, 2)
24         self.addLink(s1, s2, 3, 3)
25 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。

 1 #!/usr/bin/python
 2 
 3 from mininet.net import Mininet
 4 from mininet.node import Node
 5 from mininet.link import Link
 6 from mininet.log import  setLogLevel, info
 7 
 8 def myNet():
 9     "Create network from scratch using Open vSwitch."
10 
11     info( "*** Creating nodes\n" )
12     switch1 = Node( 's1', inNamespace=False )
13     switch2 = Node( 's2', inNamespace=False )
14 
15     h1 = Node( 'h1' )
16     h2 = Node( 'h2' )
17     h3 = Node( 'h3' )
18     h4 = Node( 'h4' )
19 
20 
21     info( "*** Creating links\n" )
22     Link( h1, switch1)
23     Link( h2, switch1)
24     Link( h3, switch2)
25     Link( h4, switch2)
26     Link( switch1, switch2)
27 
28     info( "*** Configuring hosts\n" )
29     h1.setIP( '192.168.123.1/24' )
30     h2.setIP( '192.168.124.1/24' )
31     h3.setIP( '192.168.123.2/24' )
32     h4.setIP( '192.168.124.2/24' )
33 
34     info( "*** Starting network using Open vSwitch\n" )
35     switch1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp0' )
36     switch1.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp0' )
37 
38     switch2.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
39     switch2.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp1' )
40 
41 
42     for intf in switch1.intfs.values():
43         print (intf)
44         print (switch1.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp0 %s' % intf ))
45 
46 
47     for intf in switch2.intfs.values():
48         print (intf)
49         print (switch2.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp1 %s' % intf ))
50 
51     print (switch1.cmd(r'ovs-vsctl show'))
52 
53     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'))
54     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'))
55     print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1'))
56     print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2'))
57 
58     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'))
59     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'))
60     print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1'))
61     print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2'))
62 
63 
64     info( "*** Running test\n" )
65     h1.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h3.IP() )
66     h2.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h4.IP() )
67     h1.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h4.IP() )
68     h2.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h3.IP() )
69 
70 
71 
72     info( "*** Stopping network\n" )
73     switch1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp0' )
74     switch1.deleteIntfs()
75     switch2.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
76     switch2.deleteIntfs()
77     info( '\n' )
78 
79 if __name__ == '__main__':
80     setLogLevel( 'info' )
81     info( '*** Scratch network demo (kernel datapath)\n' )
82     Mininet.init()
83     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。