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

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）

?
1
sudo mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10

阅读Hub模块代码，使用 tcpdump 验证Hub模块；

1	`开启pox，运行hub模块：./pox.py log.level` `--DEBUG forwarding.hub`

使用命令mininet> xterm h2 h3开启主机终端
在h2主机终端中输入tcpdump -nn -i h2-eth0
在h3主机终端中输入tcpdump -nn -i h3-eth0

2.阅读L2_learning模块代码，画出程序流程图，使用 tcpdump 验证Switch模

h1 ping h2

h1 ping h3

流程图：

（二）进阶要求

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。

SendFlowInSingle3.py

 1 from pox.core import core
 2 import pox.openflow.libopenflow_01 as of
 3  
 4 class SendFlowInSingle3(object):
 5     def __init__(self):
 6         core.openflow.addListeners(self)
 7     def _handle_ConnectionUp(self, event):
 8         msg = of.ofp_flow_mod()  # 使用ofp_flow_mod()方法向交换机下发流表
 9         msg.priority = 1
10         msg.match.in_port = 1  # 使数据包进入端口1
11         msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2))  # 从端口2转发出去
12         msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3))  # 从端口3转发出去
13         event.connection.send(msg)
14  
15         msg = of.ofp_flow_mod()  # 使用ofp_flow_mod()方法向交换机下发流表
16         msg.priority = 1
17         msg.match.in_port = 2  # 使数据包进入端口2
18         msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1))  # 从端口1转发出去
19         msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3))  # 从端口3转发出去
20         event.connection.send(msg)
21  
22         msg = of.ofp_flow_mod()  # 使用ofp_flow_mod()方法向交换机下发流表
23         msg.priority = 1
24         msg.match.in_port = 3  # 使数据包进入端口3
25         msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1))  # 从端口1转发出去
26         msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2))  # 从端口2转发出去
27         event.connection.send(msg)
28  
29 def launch():
30     core.registerNew(SendFlowInSingle3)

基于进阶1的代码，完成ODL实验的硬超时

SendPoxHardTimeOut.py

 1 from pox.core import core
 2 import pox.openflow.libopenflow_01 as of
 3 
 4 class SendPoxHardTimeOut(object):
 5     def __init__(self):
 6         core.openflow.addListeners(self)
 7     def _handle_ConnectionUp(self, event):
 8  
 9  
10         msg = of.ofp_flow_mod()  
11         msg.priority = 3
12         msg.match.in_port = 1 
13         msg.hard_timeout = 10  
14         event.connection.send(msg)
15         
16         msg = of.ofp_flow_mod()  
17         msg.priority = 1
18         msg.match.in_port = 1 
19         msg.actions.append(of.ofp_action_output(port = of.OFPP_ALL)) 
20         event.connection.send(msg)
21 
22         
23         msg = of.ofp_flow_mod()  
24         msg.priority = 3
25         msg.match.in_port = 3 
26         msg.hard_timeout = 10
27         event.connection.send(msg)
28         
29         msg = of.ofp_flow_mod() 
30         msg.priority = 1
31         msg.match.in_port = 3  
32         msg.actions.append(of.ofp_action_output(port = of.OFPP_ALL))
33         event.connection.send(msg)
34 
35 def launch():
36     core.registerNew(SendPoxHardTimeOut)

（三）实验小结

通过本次实验，理解 POX 控制器的工作原理，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。在第一次开启pox命令的时候出现错误，了解到是要在pox目录下执行。搭建拓扑要记得命令末尾为OpenFlow10，因为POX仅支持OpenFlow1.0，因为之前都是用OpenFlow13，因此没改的话后面验证过程会出错。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。所以在ping某个主机时，会在另一台主机上接收到。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。验证了Switch模块的功能：让OpenFlow交换机实现L2自学习。所以只有目的主机可以接收到数据包。在进阶创建py文件是权限不够，pox 文件夹带锁，需要使用需要用 chmod +777 pox 解锁，重新搭建的拓扑，并使用命令dpctl del-flows删除流表，执行该命令后，所有主机都无法ping通。通过实验也让我发现对POX的学习和使用还要进一步加强，书写代码的过程中特别是当发现是因为缩进导致无法ping通的时候，让我对python的语法规则有了更深的认知。