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实验3:OpenFlow协议分析实践

时间:2022-09-25 11:26:23浏览次数:61  
标签:struct OpenFlow 端口 实践 header ofp uint16 实验

实验3:OpenFlow协议分析实践

实验目的

  1. 能够运用 wireshark 对 OpenFlow 协议数据交互过程进行抓包;
  2. 能够借助包解析工具,分析与解释 OpenFlow协议的数据包交互过程与机制。

实验要求

(一)基本要求

搭建拓扑,完成相关 IP 配置


查看抓包结果
HELLO
控制器6633端口(我最高能支持OpenFlow 1.0) ---> 交换机53112端口

交换机53112端口(我最高能支持OpenFlow 1.5) ---> 控制器6633端口

于是双方建立连接,并使用OpenFlow 1.0

FEATURES_REQUEST
控制器6633端口(我需要你的特征信息) ---> 交换机53112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35534端口

PORT_STATUS
当交换机端口发生变化时,告知控制器相应的端口状态。

FEATURES_REPLY
交换机53112端口(这是我的特征信息,请查收) ---> 控制器6633端口

PACKET_IN
交换机53112端口(有数据包进来,请指示)--->控制器6633端口

PACKET_OUT
控制器6633端口--->交换机53112端口(请按照我给你的action进行处理)

FLOW_MOD
分析抓取的flow_mod数据包,控制器通过6633端口向交换机53112端口、交换机53128端口下发流表项,指导数据的转发处理

分析OpenFlow协议中交换机与控制器的消息交互过程,画出相关交互图或流程图

回答问题:交换机与控制器建立通信时是使用TCP协议还是UDP协议?

如图所示为(Transmission Control Protocol)TCP协议

(二)进阶要求

将抓包基础要求第2步的抓包结果对照OpenFlow源码,了解OpenFlow主要消息类型对应的数据结构定义。
1.HELLO

/* Header on all OpenFlow packets. */
struct ofp_header {
    uint8_t version;    /* OFP_VERSION. */
    uint8_t type;       /* One of the OFPT_ constants. */
    uint16_t length;    /* Length including this ofp_header. */
    uint32_t xid;       /* Transaction id associated with this packet.
                           Replies use the same id as was in the request
                           to facilitate pairing. */
};

2.FEATURES_REQUEST

源码参数格式与HELLO的一致
3.SET_CONFIG

/* Switch configuration. */
struct ofp_switch_config {
    struct ofp_header header;
    uint16_t flags;             /* OFPC_* flags. */
    uint16_t miss_send_len;     /* Max bytes of new flow that datapath should
                                   send to the controller. */
};

4.PORT_STATUS

/* A physical port has changed in the datapath */
struct ofp_port_status {
    struct ofp_header header;
    uint8_t reason;          /* One of OFPPR_*. */
    uint8_t pad[7];          /* Align to 64-bits. */
    struct ofp_phy_port desc;
};

5.FEATURES_REPLY

/* Switch features. */
struct ofp_switch_features {
    struct ofp_header header;
    uint64_t datapath_id;   /* Datapath unique ID.  The lower 48-bits are for
                               a MAC address, while the upper 16-bits are
                               implementer-defined. */

    uint32_t n_buffers;     /* Max packets buffered at once. */

    uint8_t n_tables;       /* Number of tables supported by datapath. */
    uint8_t pad[3];         /* Align to 64-bits. */

    /* Features. */
    uint32_t capabilities;  /* Bitmap of support "ofp_capabilities". */
    uint32_t actions;       /* Bitmap of supported "ofp_action_type"s. */

    /* Port info.*/
    struct ofp_phy_port ports[0];  /* Port definitions.  The number of ports
                                      is inferred from the length field in
                                      the header. */
};

6.PACKET_IN
有两种情况:

  1. 交换机查找流表,发现没有匹配条目,但是这种包没有抓到过
enum ofp_packet_in_reason {
    OFPR_NO_MATCH,          /* No matching flow. */
    OFPR_ACTION             /* Action explicitly output to controller. */
};
  1. 有匹配条目,对应的action是OUTPUT=CONTROLLER,固定收到向控制器发送包
/* Packet received on port (datapath -> controller). */
struct ofp_packet_in {
    struct ofp_header header;
    uint32_t buffer_id;     /* ID assigned by datapath. */
    uint16_t total_len;     /* Full length of frame. */
    uint16_t in_port;       /* Port on which frame was received. */
    uint8_t reason;         /* Reason packet is being sent (one of OFPR_*) */
    uint8_t pad;
    uint8_t data[0];        /* Ethernet frame, halfway through 32-bit word,
                               so the IP header is 32-bit aligned.  The
                               amount of data is inferred from the length
                               field in the header.  Because of padding,
                               offsetof(struct ofp_packet_in, data) ==
                               sizeof(struct ofp_packet_in) - 2. */
};

7.PACKET_OUT

/* Send packet (controller -> datapath). */
struct ofp_packet_out {
    struct ofp_header header;
    uint32_t buffer_id;           /* ID assigned by datapath (-1 if none). */
    uint16_t in_port;             /* Packet's input port (OFPP_NONE if none). */
    uint16_t actions_len;         /* Size of action array in bytes. */
    struct ofp_action_header actions[0]; /* Actions. */
    /* uint8_t data[0]; */        /* Packet data.  The length is inferred
                                     from the length field in the header.
                                     (Only meaningful if buffer_id == -1.) */
};

8.FLOW_MOD

/* Flow setup and teardown (controller -> datapath). */
struct ofp_flow_mod {
    struct ofp_header header;
    struct ofp_match match;      /* Fields to match */
    uint64_t cookie;             /* Opaque controller-issued identifier. */

    /* Flow actions. */
    uint16_t command;             /* One of OFPFC_*. */
    uint16_t idle_timeout;        /* Idle time before discarding (seconds). */
    uint16_t hard_timeout;        /* Max time before discarding (seconds). */
    uint16_t priority;            /* Priority level of flow entry. */
    uint32_t buffer_id;           /* Buffered packet to apply to (or -1).
                                     Not meaningful for OFPFC_DELETE*. */
    uint16_t out_port;            /* For OFPFC_DELETE* commands, require
                                     matching entries to include this as an
                                     output port.  A value of OFPP_NONE
                                     indicates no restriction. */
    uint16_t flags;               /* One of OFPFF_*. */
    struct ofp_action_header actions[0]; /* The action length is inferred
                                            from the length field in the
                                            header. */
};

个人总结

实验过程遇到了打开wireshark后创建拓扑,过滤Openflow数据包,并没有发现HELLO数据包。通过先启动wireshark之后,再执行python文件,然后执行pingall命令,最后发现了HELLO数据包。
本实验学会通过滤器输入“openflow_v1”或“openflow_v4”等进行数据包过滤,运用 wireshark 对 OpenFlow 协议数据交互过程进行抓包;借助包解析工具,分析与解释 OpenFlow协议的数据包交互过程与机制;将抓包结果对照OpenFlow源码,让我们能够了解OpenFlow主要消息类型对应的数据结构定义。

标签:struct,OpenFlow,端口,实践,header,ofp,uint16,实验
From: https://www.cnblogs.com/hz-1/p/16727015.html

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