【SDN】利用Wireshark抓取并分析OpenFlow协议报文
1. 利用Mininet仿真平台构建如下图所示的网络拓扑,配置主机h1和h2的IP地址(h1:10.0.0.1,h2:10.0.0.2),测试两台主机之间的网络连通性。
miniedit的设置,使它start CLI,支持OpenFlow 1.0 1.1 1.2 1.3
2. 利用Wireshark工具,捕获拓扑中交换机与控制器之间的通信数据,对OpenFlow协议类型的各类报文(hello, features_request, features_reply, set_config, packet_in, packet_out等)进行分析,对照wireshark截图写出你的分析内容。(注意应先打开抓包工具Wireshark,选择any进行抓包,再建立拓扑)
- hello
控制器与交换机互相发送Hello消息。Hello消息中只包含有OpenFlow Header,其中的type字段为OFPT_HELLO,version字段为发送方所支持的最高版本OpenFlow。如果双方OpenFlow版本可以兼容,则 OpenFlow 连接建立成功。由于有两个交换机所以有四个hello信息。(这里以端口为60375的交换机为例)
控制器6633端口(最高能支持OpenFlow 1.0) 交换机60375端口
交换机60375端口(最高能支持OpenFlow 1.3) 控制器6633端口
所以双方建立网络连接使用OpenFlow 1.0
Features 消息
Features 消息包括 OpenFlow Header 和 Features Reply Message
Features Request
控制器向交换机发送 Features Request 消息查询交换机特性,Features Request 消息只包含 OpenFlow Header,其中 type 字段为 OFPT_FEATURES_REQUEST。
控制器6633端口(我需要你的特征信息) ---> 交换机60375端口
Set Config
控制器6633端口(请按照我给你的flag和max bytes of packet进行配置) ---> 交换机60375端口
Features Reply
交换机60375端口(这是我的特征信息,请查收)--- 控制器6633端口
Features 消息包括 OpenFlow Header 和 Features Reply Message
对照Features Reply Message结构
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | struct ofp_switch_features{ struct ofp_header header; uint64_t datapath_id; /*唯一标识 id 号*/ uint32_t n_buffers; /*交缓冲区可以缓存的最大数据包个数*/ uint8_t n_tables; /*流表数量*/ uint8_t pad[3]; /*align to 64 bits*/ uint32_t capabilities; /*支持的特殊功能,具体见 ofp_capabilities*/ uint32_t actions; /*支持的动作,具体见 ofp_actions_type*/ struct ofp_phy_port ports[0]; /*物理端口描述列表,具体见 ofp_phy_port*/ }; |
对应到抓取到的报文,逐项查看报文内容
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fragments: False .... .... .... .... .... .... .1.. .... = Queue statistics: True .... .... .... .... .... ...0 .... .... = Switch will block looping ports: False actions: 0x00000fff .... .... .... .... .... .... .... ...1 = Output to switch port: True .... .... .... .... .... .... .... ..1. = Set the 802.1q VLAN id: True .... .... .... .... .... .... .... .1.. = Set the 802.1q priority: True .... .... .... .... .... .... .... 1... = Strip the 802.1q header: True .... .... .... .... .... .... ...1 .... = Ethernet source address: True .... .... .... .... .... .... ..1. .... = Ethernet destination address: True .... .... .... .... .... .... .1.. .... = IP source address: True .... .... .... .... .... .... 1... .... = IP destination address: True .... .... .... .... .... ...1 .... .... = IP ToS (DSCP field, 6 bits): True .... .... .... .... .... ..1. .... .... = TCP/UDP source port: True .... .... .... .... .... .1.. .... .... = TCP/UDP destination port: True .... .... .... .... .... 1... .... .... = Output to queue: True Port data 1 Port number: 65534 HW Address: e6:1d:6e:e8:73:76 (e6:1d:6e:e8:73:76) Port Name: s1 Config flags: 0x00000001 .... .... .... .... .... .... .... ...1 = Port is administratively down: True .... .... .... .... .... .... .... ..0. = Disable 802.1D spanning tree on port: False .... .... .... .... .... .... .... .0.. = Drop all packets except 802.1D spanning tree packets: False .... .... .... .... .... .... .... 0... = Drop received 802.1D STP packets: False .... .... .... .... .... .... ...0 .... = Do not include this port when flooding: False .... .... .... .... .... .... ..0. .... = Drop packets forwarded to port: False .... .... .... .... .... .... .0.. .... = Do not send packet-in msgs for port: False State flags: 0x00000001 .... .... .... .... .... .... .... ...1 = No physical link present: True Current features: 0x00000000 .... .... .... .... .... .... .... ...0 = 10 Mb half-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... .... ..0. = 10 Mb full-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... .... .0.. = 100 Mb half-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... .... 0... = 100 Mb full-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... ...0 .... = 1 Gb half-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... ..0. .... = 1 Gb full-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... .0.. .... = 10 Gb full-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... 0... .... = Copper medium: False .... .... .... .... .... ...0 .... .... = Fiber medium: False .... .... .... .... .... ..0. .... .... = Auto-negotiation: False .... .... .... .... .... .0.. .... .... = Pause: False .... .... .... .... .... 0... .... .... = Asymmetric pause: False Advertised features: 0x00000000 Features supported: 0x00000000 Features advertised by peer: 0x00000000 Port data 2 Port number: 1 HW Address: 3e:ea:d0:35:c4:14 (3e:ea:d0:35:c4:14) Port Name: s1-eth1 Config flags: 0x00000000 .... .... .... .... .... .... .... ...0 = Port is administratively down: False .... .... .... .... .... .... .... ..0. = Disable 802.1D spanning tree on port: False .... .... .... .... .... .... .... .0.. = Drop all packets except 802.1D spanning tree packets: False .... .... .... .... .... .... .... 0... = Drop received 802.1D STP packets: False .... .... .... .... .... .... ...0 .... = Do not include this port when flooding: False .... .... .... .... .... .... ..0. .... = Drop packets forwarded to port: False .... .... .... .... .... .... .0.. .... = Do not send packet-in msgs for port: False State flags: 0x00000000 .... .... .... .... .... .... .... ...0 = No physical link present: False Current features: 0x000000c0 .... .... .... .... .... .... .... ...0 = 10 Mb half-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... .... ..0. = 10 Mb full-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... .... .0.. = 100 Mb half-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... .... 0... = 100 Mb full-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... ...0 .... = 1 Gb half-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... ..0. .... = 1 Gb full-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... .1.. .... = 10 Gb full-duplex rate support: True .... .... .... .... .... .... 1... .... = Copper medium: True .... .... .... .... .... ...0 .... .... = Fiber medium: False .... .... .... .... .... ..0. .... .... = Auto-negotiation: False .... .... .... .... .... .0.. .... .... = Pause: False .... .... .... .... .... 0... .... .... = Asymmetric pause: False Advertised features: 0x00000000 Features supported: 0x00000000 Features advertised by peer: 0x00000000 Port data 3 Port number: 2 HW Address: 82:de:cd:5b:b7:73 (82:de:cd:5b:b7:73) Port Name: s1-eth2 Config flags: 0x00000000 .... .... .... .... .... .... .... ...0 = Port is administratively down: False .... .... .... .... .... .... .... ..0. = Disable 802.1D spanning tree on port: False .... .... .... .... .... .... .... .0.. = Drop all packets except 802.1D spanning tree packets: False .... .... .... .... .... .... .... 0... = Drop received 802.1D STP packets: False .... .... .... .... .... .... ...0 .... = Do not include this port when flooding: False .... .... .... .... .... .... ..0. .... = Drop packets forwarded to port: False .... .... .... .... .... .... .0.. .... = Do not send packet-in msgs for port: False State flags: 0x00000000 .... .... .... .... .... .... .... ...0 = No physical link present: False Current features: 0x000000c0 .... .... .... .... .... .... .... ...0 = 10 Mb half-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... .... ..0. = 10 Mb full-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... .... .0.. = 100 Mb half-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... .... 0... = 100 Mb full-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... ...0 .... = 1 Gb half-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... ..0. .... = 1 Gb full-duplex rate support: False .... .... .... .... .... .... .1.. .... = 10 Gb full-duplex rate support: True .... .... .... .... .... .... 1... .... = Copper medium: True .... .... .... .... .... ...0 .... .... = Fiber medium: False .... .... .... .... .... ..0. .... .... = Auto-negotiation: False .... .... .... .... .... .0.. .... .... = Pause: False .... .... .... .... .... 0... .... .... = Asymmetric pause: False Advertised features: 0x00000000 Features supported: 0x00000000 Features advertised by peer: 0x00000000 |
Packet_in
交换机60375端口(有数据包进来,请指示)--- 控制器6633端口
结合Packet_in的结构
struct ofp_packet_in { struct ofp_header header; uint32_t buffer_id; /*Packet-in消息所携带的数据包在交换机缓存区中的ID*/ uint16_t total_len; /*data字段的长度*/ uint16_t in_port; /*数据包进入交换机时的端口号*/ uint8_t reason; /*发送Packet-in消息的原因,具体见 ofp_packet_in_reason*/ uint8_t pad; uint8_t data[0]; /*携带的数据包*/ };
分析抓取的数据包,可以发现是因为交换机发现此时自己并没有匹配的流表(Reason: No matching flow (table-miss flow entry) (0)),所以要问控制器如何处理
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 | OpenFlow 1.0 .000 0001 = Version: 1.0 (0x01) Type: OFPT_PACKET_IN (10) Length: 108 Transaction ID: 0 Buffer Id: 0x00000100 Total length: 90 In port: 2 Reason: No matching flow (table-miss flow entry) (0) Pad: 00 Ethernet II, Src: 0e:b1:dd:f7:50:53 (0e:b1:dd:f7:50:53), Dst: IPv6mcast_16 (33:33:00:00:00:16) Destination: IPv6mcast_16 (33:33:00:00:00:16) Address: IPv6mcast_16 (33:33:00:00:00:16) .... ..1. .... .... .... .... = LG bit: Locally administered address ( this is NOT the factory default ) .... ...1 .... .... .... .... = IG bit: Group address (multicast/broadcast) Source: 0e:b1:dd:f7:50:53 (0e:b1:dd:f7:50:53) Address: 0e:b1:dd:f7:50:53 (0e:b1:dd:f7:50:53) .... ..1. .... .... .... .... = LG bit: Locally administered address ( this is NOT the factory default ) .... ...0 .... .... .... .... = IG bit: Individual address (unicast) Type: IPv6 (0x86dd) Internet Protocol Version 6, Src: ::, Dst: ff02::16 0110 .... = Version: 6 .... 0000 0000 .... .... .... .... .... = Traffic Class: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT) .... 0000 00.. .... .... .... .... .... = Differentiated Services Codepoint: Default (0) .... .... ..00 .... .... .... .... .... = Explicit Congestion Notification: Not ECN-Capable Transport (0) .... .... .... 0000 0000 0000 0000 0000 = Flow Label: 0x00000 Payload Length: 36 Next Header: IPv6 Hop-by-Hop Option (0) Hop Limit: 1 Source Address: :: Destination Address: ff02::16 IPv6 Hop-by-Hop Option Next Header: ICMPv6 (58) Length: 0 [Length: 8 bytes] Router Alert Type: Router Alert (0x05) 00.. .... = Action: Skip and continue (0) ..0. .... = May Change: No ...0 0101 = Low-Order Bits: 0x05 Length: 2 Router Alert: MLD (0) PadN Type: PadN (0x01) 00.. .... = Action: Skip and continue (0) ..0. .... = May Change: No ...0 0001 = Low-Order Bits: 0x01 Length: 0 PadN: <none> Internet Control Message Protocol v6 Type: Multicast Listener Report Message v2 (143) Code: 0 Checksum: 0x1e40 [correct] [Checksum Status: Good] Reserved: 0000 Number of Multicast Address Records: 1 Multicast Address Record Changed to exclude: ff02::1:fff7:5053 Record Type: Changed to exclude (4) Aux Data Len: 0 Number of Sources: 0 Multicast Address: ff02::1:fff7:5053 |
Packet_out
控制器6633端口(请按照我给你的action进行处理) ---> 交换机60375端口
结合Packet_out的结构
1 2 3 4 5 6 7 8 | struct ofp_packet_out { struct ofp_header header; uint32_t buffer_id; /*交换机缓存区id,如果为-1则指定的为packet-out消息携带的data字段*/ uint16_t in_port; /*如果buffer_id为‐1,并且action列表中指定了Output=TABLE的动作,in_port将作为data段数据包的额外匹配信息进行流表查询*/ uint16_t actions_len; /*action列表的长度,可以用来区分actions和data段*/ struct ofp_action_header actions[0]; /*动作列表*/ uint8_t data[0]; /*数据缓存区,可以存储一个以太网帧,可选*/ } |
告诉输出到交换机的65531端口
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | OpenFlow 1.0 .000 0001 = Version: 1.0 (0x01) Type: OFPT_PACKET_OUT (13) Length: 24 Transaction ID: 0 Buffer Id: 0x00000100 In port: 2 Actions length: 8 Actions type: Output to switch port (0) Action length: 8 Output port: 65531 Max length: 0 |
接下来是另一台交换机(端口60376)与控制器(端口6633)的交互过程
h1 ping h2
packet_in
flow_mod
flow_mod结构
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | struct ofp_flow_mod { struct ofp_header header; struct ofp_match match; /*流表的匹配域*/ uint64_t cookie; /*流表项标识符*/ uint16_t command; /*可以是ADD,DELETE,DELETE-STRICT,MODIFY,MODIFY-STRICT*/ uint16_t idle_timeout; /*空闲超时时间*/ uint16_t hard_timeout; /*最大生存时间*/ uint16_t priority; /*优先级,优先级高的流表项优先匹配*/ uint32_t buffer_id; /*缓存区ID ,用于指定缓存区中的一个数据包按这个消息的action列表处理*/ uint16_t out_port; /*如果这条消息是用于删除流表则需要提供额外的匹配参数*/ uint16_t flags; /*标志位,可以用来指示流表删除后是否发送flow‐removed消息,添加流表时是否检查流表重复项,添加的流表项是否为应急流表项。*/ struct ofp_action_header actions[0]; /*action列表*/ }; |
分析抓取的flow_mod数据包,控制器通过6633端口向交换机60375端口、交换机60376端口下发流表项,指导数据的转发处理
原文转自:https://www.cnblogs.com/lyhtsl/p/11869668.html
https://www.cnblogs.com/fjlinww/p/11834092.html
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