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

1.能够理解 POX 控制器的工作原理；
2.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；
3.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

1.下载虚拟机软件Oracle VisualBox 或 VMware；
2.在虚拟机中安装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

• ./pox.py log.level --DEBUG forwarding.hub开启pox并运行hub模块

• 利用mininet的xterm开启h1，h2，h3的命令行终端

• 在h2和h3使用开启抓包（抓取eth0端口）
  tcpdump -nn -i h2-eth0
  tcpdump -nn -i h3-eth0

• h1 ping h2
  

• h1 ping h3
  

• 由图可见，h1 ping h2时h3也能收到数据包，h1 ping h3时h2也能收到数据包，验证了hub模块的功能：为每一个交换机建立通配的洪泛规则，让交换机拥有集线器的功能。

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

• L2_learning模块程序流程图：
  

• 停止hub模块，运行forwarding文件夹下的 l2_learning 模块
  ./pox.py log.level --DEBUG forwarding.l2_learning

• h1 ping h2时，只有h2能收到icmp报文：
  

• h1 ping h3时，只有h3能收到icmp报文：
  

• 实验结果表明，当h1 ping 其他主机时，只有相应主机可以接收到数据包，验证了switch模块的功能：让Openflow交换机实现L2自学习，可见交换机对数据包进行了学习，实现从相应的端口发出，只有目的主机可以抓取到报文

（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。

from pox.core import core
import pox.openflow.libopenflow_01 as of
from pox.openflow.of_json import *


def SendFlowInSingle3(event):
  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 = 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 = 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.openflow.addListenerByName("ConnectionUp", SendFlowInSingle3)

结果：未运行SendFlowInSingle3模块前，所有主机两两不通，运行后两两相通。

四、实验总结

• 1.实验难度：较难

• 2.实验过程遇到的困难及解决办法：

  • 验证Hub模块打开h2,h3主机终端抓包后一切正常，验证验证Switch模块时抓包数据一直出错，h2，h3都可以接收到数据包，后来发现是pox开启hub模块后没有关闭。
  • 进阶实验要查询POX使用指南查看函数等，使用指南是全英文，看的时候有些困难，这个过程费了很多时间时间。

• 3个人感想：

  • 本次实验学习了POX控制器，通过实验验证了POX的Hub和Switch模块，并通过比较实验结果分析了不同模块之间的区别，使我初步了解掌握了POX控制器的一些使用方法，理解了POX控制器的工作原理，熟悉了POX控制器流表下发的方法。