实验6：开源控制器实践——RYU

（一）基本要求

1.搭建下图所示SDN拓扑，协议使用Open Flow 1.0，并连接Ryu控制器。

a.建立拓扑

sudo mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=8080 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10

b.连接ryu控制器

ryu-manager ../ryu/ryu/app/gui_topology/gui_topology.py --observe-links

2.通过Ryu的图形界面查看网络拓扑。

在浏览器中输入127.0.0.1:8080

3.阅读Ryu文档的The First Application一节，运行并使用 tcpdump 验证L2Switch，分析和POX的Hub模块有何不同。

a.vi L2Switch.py

from ryu.base import app_manager
 from ryu.controller import ofp_event
 from ryu.controller.handler import MAIN_DISPATCHER
 from ryu.controller.handler import set_ev_cls
 from ryu.ofproto import ofproto_v1_0

 class L2Switch(app_manager.RyuApp):
     OFP_VERSIONS = [ofproto_v1_0.OFP_VERSION]

     def __init__(self, *args, **kwargs):
         super(L2Switch, self).__init__(*args, **kwargs)

     @set_ev_cls(ofp_event.EventOFPPacketIn, MAIN_DISPATCHER)
     def packet_in_handler(self, ev):
         msg = ev.msg
         dp = msg.datapath
         ofp = dp.ofproto
         ofp_parser = dp.ofproto_parser

         actions = [ofp_parser.OFPActionOutput(ofp.OFPP_FLOOD)]

         data = None
         if msg.buffer_id == ofp.OFP_NO_BUFFER:
              data = msg.data

         out = ofp_parser.OFPPacketOut(
             datapath=dp, buffer_id=msg.buffer_id, in_port=msg.in_port,
             actions=actions, data = data)
         dp.send_msg(out)

b.运行L2Switch.py

c.重新构建拓扑，并对h2、h3节点进行抓包

h1 ping h2

h1 ping h3

d.ryu下查看拓扑流表

e.pox下查看拓扑流表

4.RYU的L2Switch模块和POX的Hub模块都采用洪泛转发，但不同之处在于：
可以在pox的Hub模块运行时查看流表，而无法在ryu的L2Switch模块运行时查看到流表

5.编程修改L2Switch.py，另存为L2xxxxxxxxx.py，使之和POX的Hub模块的变得一致？（xxxxxxxxx为学号
a.修改过后的L212006115.py代码

from ryu.base import app_manager
from ryu.controller import ofp_event
from ryu.controller.handler import MAIN_DISPATCHER, CONFIG_DISPATCHER
from ryu.controller.handler import set_ev_cls
from ryu.ofproto import ofproto_v1_3 #openflow版本：1.3(1.3才支持config协议）

#定义一个类L2Switch，继承app_manager，位于ryu下的base内，版本选择openflow1.3，然后初始化操作。
class L2Switch(app_manager.RyuApp):
    OFP_VERSIONS = [ofproto_v1_3.OFP_VERSION] #定义版本
 
#类的初始化函数
    def __init__(self, *args, **kwargs): #最后一个是可变参数
        super(L2Switch, self).__init__(*args, **kwargs)
 
#在Ryu控制器上，要写一个函数去处理openvswitch的连接，同时需要开启一个监听，用来监听交换机的事件。
    @set_ev_cls(ofp_event.EventOFPSwitchFeatures, CONFIG_DISPATCHER)
    def switch_feathers_handler(self, ev):
#解析数据
#datapath像数据平面的通道，等同于网桥
        dp = ev.msg.datapath
        ofp = dp.ofproto #版本
        ofp_parser = dp.ofproto_parser #基于此版本的一些库类
#接收到交换机的连接后，要下发一条tableentrys，一个默认的流表，来指挥所有匹配不到交换机的数据，将其上传到控制器
#install the table miss flow entry,即在ryu控制器里安装流表项 
#匹配域
        match = ofp_parser.OFPMatch()
#动作域：OFPActionOutPut将数据包发送出去
#第一个参数：发送端口：控制器（把那些没有匹配的东西给控制器）
#第二个参数：数据包在交换机上缓存buffer_id,由于将数据包全部传送到控制器，所以不在交换机上缓存
        actions = [ofp_parser.OFPActionOutput(ofp.OFPP_CONTROLLER, ofp.OFPCML_NO_BUFFER)]
        self.add_flow(dp, 0, match, actions)
 
#为了提高代码重用，对于添加流表，单独写一个函数。
    def add_flow(self, datapath, priority, match, actions):
#add a flow entry and install it into datapath
# 1\ datapath for the switch, 2\priority for flow entry, 3\match field, 4\action for packet
        ofp = dp.ofproto
        ofp_parser = dp.ofproto_parser
#1.3版本交换机中需要有指令
# install flow
# construct a flow_mod msg and sent it
        inst = [ofp_parser.OFPInstructionActions(ofp.OFPIT_APPLY_ACTIONS, actions)]
        mod = ofp_parser.OFPFlowMod(datapath=dp, priority=priority, match=match, instructions=inst)
        dp.send_msg(mod)
#需要定义packet in函数，用来处理交换机和控制器之间的流表交互，在执行之前要先对packetin事件进行监听。
    @set_ev_cls(ofp_event.EventOFPPacketIn, MAIN_DISPATCHER)
#MAIN_DISPATCHER：主状态下监听事件
    def packet_in_handler(self, ev):
#数据解析
        msg = ev.msg
        dp= msg.datapath
        ofp= dp.ofproto
        ofp_parser = dp.ofproto_parser
        in_port = msg.match['msg.in_port']#match匹配域中提取in_port
#发送出去（通过加一个流表）
#construct a flow entry
        match = ofp_parser.OFPMatch() #匹配项为空，因为所有取到的内容都要泛洪出去
        actions = [ofp_parser.OFPActionOutput(ofproto.OFPP_FLOOD)]#泛洪动作
#调用添加流表的函数，把流表发送出去
# install flow mode to avoid match in next time
        self.add_flow(datapath, 1, match, actions)
 
#处理当下的pack_in，将其发出
#buffer_id是一个很重要的参数，因为数据包进入交换机，要有地方暂存，到了取的时候就需要有对应的id来指定
# to output the current packet. for install rules only output later packets
        out = ofp_parser.OFPPacketOut(datapath=dp, buffer_id=msg.buffer_id, in_port=msg.in_port, actions=actions, data = data)
# buffer id: locate the buffered packet
        dp.send_msg(out)

b.能够体现和验证修改的相关截图

5.心得：

本次实验主要学习了ryu控制器的相关知识，根据实验内容验证了pox中hub模块功能，同时通过阅读源码，进一步学习到了不同组件下，流表下发的操作。实验照着老师的步骤敲是没有问题的，但是需要的是耐心阅读细心敲写并理解源码实现步骤。实验过程中也出现了类似开启ryu控制器出现错误等问题，耐心思考最后也是成功解决了。