实验2：Open vSwitch虚拟交换机实践

一、实验目的

1. 能够对Open vSwitch进行基本操作；
2. 能够通过命令行终端使用OVS命令操作Open vSwitch交换机，管理流表；
3. 能够通过Mininet的Python代码运行OVS命令，控制网络拓扑中的Open vSwitch交换机

二、实验环境

Ubuntu 20.04 Desktop amd64

三、实验要求

（一）基本要求

1. ovs-vsctl基础操作实践：创建OVS交换机，以ovs-xxxxxxxxx命名，其中xxxxxxxxx为本人学号。在创建的交换机上增加端口p0和p1，设置p0的端口号为100，p1的端口号为101，类型均为internal；为了避免网络接口上的地址和本机已有网络地址冲突，需要创建虚拟网络空间（参考命令netns）ns0和ns1，分别将p0和p1移入，并分别配置p0和p1端口的ip地址为190.168.1.100、192.168.1.101，子网掩码为255.255.255.0；最后测试p0和p1的连通性。
2. 使用Mininet搭建的SDN拓扑，如下图所示，要求支持OpenFlow 1.3协议，主机名、交换机名以及端口对应正确。
   
3. 通过命令行终端输入“ovs-ofctl”命令，直接在s1和s2上添加流表，划分出所要求的VLAN。

4. 主机连通性要求：

• h1 – h3互通
• h2 – h4互通
• 其余主机不通

（二）进阶要求

阅读SDNLAB实验使用Mininet，编写Python代码，生成（一）中的SDN拓扑，并在代码中直接使用OVS命令，做到可以直接运行Python程序完成和（一）相同的VLAN划分。

（三）实验报告

1. 请用Markdown排版；
2. 基础要求提交
   a) /home/用户名/学号/lab2/目录下执行ovs-vsctl show命令、以及p0和p1连通性测试的执行结果截图；

   

    

3. b) /home/用户名/学号/lab2/目录下开启Mininet CLI并执行pingall命令的截图、上述目录下查看OVS流表的命令结果截图，wireshark抓包截图，其余文字请勿赘述，否则扣分；

   from mininet.topo import Topo
   
   class MyTopo(Topo):
   
       def __init__(self):
           # initilaize topology
           Topo.__init__(self)
           
           #add hosts
           h1 = self.addHost('h1')
           h2 = self.addHost('h2')
           h3 = self.addHost('h3')
           h4 = self.addHost('h4')
   
           #add switches        
           s1 = self.addSwitch('s1')
           s2 = self.addSwitch('s2')
           
           #add links
           self.addLink(h1, s1, 1, 1)
           self.addLink(h2, s1, 1, 2)
           self.addLink(h3, s2, 1, 1)
           self.addLink(h4, s2, 1, 2)
           self.addLink(s1, s2, 3, 3)
   topos = {'mytopo': (lambda: MyTopo())}

   

4. 进阶要求为选做，有完成的同学请提交代码和执行结果截图，有完成比未完成的上机分数更高。

   #!/usr/bin/python
    
   from mininet.net import Mininet
   from mininet.node import Node
   from mininet.link import Link
   from mininet.log import  setLogLevel, info
    
   def myNet():
       "Create network from scratch using Open vSwitch."
    
       info( "*** Creating nodes\n" )
       switch1 = Node( 's1', inNamespace=False )
       switch2 = Node( 's2', inNamespace=False )
    
       h1 = Node('h1')
       h2 = Node('h2')
       h3 = Node('h3')
       h4 = Node('h4')
   
    
       info( "*** Creating links\n" )
       Link(h1, switch1)
       Link(h2, switch1)
       Link(h3, switch2)
       Link(h4, switch2)
       Link(switch1, switch2)
    
       info( "*** Configuring hosts\n" )
       h1.setIP( '192.168.123.1/24' )
       h2.setIP( '192.168.124.1/24' )
       h3.setIP( '192.168.123.2/24' )
       h4.setIP( '192.168.124.2/24' )
          
       info( "*** Starting network using Open vSwitch\n" )
       switch1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp0' )
       switch1.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp0' )
       switch2.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
       switch2.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp1' )
   
   
       for intf in switch1.intfs.values():
           print (intf)
           print (switch1.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp0 %s' % intf ))
   
   
       for intf in switch2.intfs.values():
           print (intf)
           print (switch2.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp1 %s' % intf ))
     
       print (switch1.cmd(r'ovs-vsctl show'))
    
       print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3'))
       print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3'))
       print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1'))
       print (switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2'))
       print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3'))
       print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3'))
       print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1'))
       print (switch2.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2'))
   
       info( "*** Running test\n" )
       h1.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h3.IP() )
       h1.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h4.IP() )
       h2.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h4.IP() )
       h2.cmdPrint( 'ping -c 3 ' + h3.IP() )
   
       info( "*** Stopping network\n" )
       switch1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp0' )
       switch1.deleteIntfs()
       switch2.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
       switch2.deleteIntfs()
       info( '\n' )
    
   if __name__ == '__main__':
       setLogLevel( 'info' )
       info( '*** Scratch network demo (kernel datapath)\n' )
       Mininet.init()

   

（四）个人总结

    通过本次实验，我提升了自己对知识的理解，也提高了自己的上机能力，在实验过程中使用Mininet搭建的SDN拓扑，加深了上个实验的知识复习，并且学到了新的知识，能够对Open vSwitch进行基本操作，熟练ovs-vsctl相关基础操作，也能够通过命令终端使用OVS命令操作Open vSwitch交换机，管理流表。

    但是我认为整体还是比较有难度的，在做实验的时候要非常细心，因为一个配置错误就能导致整个拓扑图的错误，但是在老师所给的ppt中，还是可以一步一步做出来，找到错误的，但是在实验过程中还是遇到了许多问题，比如在执行在s1和s2上添加流表时候，Mininet搭建的SDN拓扑命令不能关，不然添加不了，而且在实验过程中，用Mininet的Python代码运行OVS命令，要用sudo mn -c清理配置操作,不然重新配置的可能会冲突。虽然实验有点难度，因为自己的粗心的问题，在同学的帮助下都一一解决，所以在接下来的实验中也要更加细心。