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实验3:OpenFlow协议分析实践

时间:2022-09-26 00:24:24浏览次数:62  
标签:struct uint16 OpenFlow 端口 实践 header ofp 交换机 实验

实验报告

(一)基本要求

1. 导入到/home/用户名/学号/lab3/目录下的拓扑文件

2. Wireshark抓包结果

  • OFPT_HELLO 控制器6633端口(我最高能支持OpenFlow 1.0) ---> 交换机38928端口

  • 交换机38928端口(我最高能支持OpenFlow 1.5) ---> 控制器6633端口

    控制器与交换机建立连接,并使用OpenFlow 1.0

  • OFPT_FEATURES_REQUEST 控制器6633端口(我需要你的特征信息) ---> 交换机38928端口

    控制器请求交换器的特征信息

  • OFPT_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38928端口

    控制器要求交换机按照所给出的信息进行配置

  • OFPT_PORT_STATUS 源端口38928 -> 目的端口6633,从交换机到控制器

    当交换机端口发生变化时,告知控制器相应的端口状态。

  • OFPT_FEATURES_REPLY 交换机38928端口(这是我的特征信息,请查收) ---> 控制器6633端口

    交换机告知控制器它的特征信息

  • OFPT_PACKET_IN 交换机38928端口(有数据包进来,请指示)--->控制器6633端口

    交换机告知控制器有数据包进来,请求控制器指示

  • OFPT_PACKET_OUT 控制器6633端口--->交换机38928端口(请按照我给你的action进行处理)

    控制器要求交换机按照所给出的action进行处理

  • OFPT_FLOW_MOD 分析抓取的flow_mod数据包,控制器通过6633端口向交换机38928端口、交换机38932端口下发流表项,指导数据的转发处理

3.画出相关交互图或流程图:

7.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

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. */
};
struct ofp_hello {
    struct ofp_header header;
};

可以看到对应了HELLO报文的四个参数

2. FEATURES_REQUEST

源码参数格式与HELLO相同,与上述ofp_header结构体中数据相同

3.SET_CONFIG

控制器下发的交换机配置数据结构体

/* 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

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. */
};
/* Description of a physical port */
struct ofp_phy_port {
    uint16_t port_no;
    uint8_t hw_addr[OFP_ETH_ALEN];
    char name[OFP_MAX_PORT_NAME_LEN]; /* Null-terminated */

    uint32_t config;        /* Bitmap of OFPPC_* flags. */
    uint32_t state;         /* Bitmap of OFPPS_* flags. */

    /* Bitmaps of OFPPF_* that describe features.  All bits zeroed if
     * unsupported or unavailable. */
    uint32_t curr;          /* Current features. */
    uint32_t advertised;    /* Features being advertised by the port. */
    uint32_t supported;     /* Features supported by the port. */
    uint32_t peer;          /* Features advertised by peer. */
};

可以看到与图中信息一一对应,包括交换机物理端口的信息

6. PACKET_IN

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
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

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

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. */
};
struct ofp_action_header {
    uint16_t type;                  /* One of OFPAT_*. */
    uint16_t len;                   /* Length of action, including this
                                       header.  This is the length of action,
                                       including any padding to make it
                                       64-bit aligned. */
    uint8_t pad[4];
};

(三)实验总结

本次实验较为简单,先构建拓扑,然后保存为python文件,接着用 wireshark 抓包分析结果即可。但还是遇到了个比较蠢的问题,由于执行 sudo python 032002415.py 命令后未执行 pingall 命令导致 FLOW_MOD 包无法找到,导致得重新截图,浪费了较多的时间。通过本次实验,我能够熟练地运用 wireshark 对 OpenFlow 协议数据交互过程进行抓包,学会在过滤器输入"openflow_v1"或"openflow_v6"对数据包进行过滤,对 OpenFlow 协议的数据包交互过程与机制有了更深入的了解。同时,通过对抓包结果和 OpenFlow 源码的比较,了解了OpenFlow主要消息类型对应的数据结构定义。

标签:struct,uint16,OpenFlow,端口,实践,header,ofp,交换机,实验
From: https://www.cnblogs.com/sflksf/p/16729490.html

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