实验3：OpenFlow协议分析实践

一、实验目的

能够运用 wireshark 对 OpenFlow 协议数据交互过程进行抓包；
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。

二、实验环境

Ubuntu 20.04 Desktop amd64

三、实验要求

（一）基本要求

搭建下图所示拓扑，完成相关 IP 配置，并实现主机与主机之间的 IP 通信。用抓包软件获取控制器与交换机之间的通信数据。

主机	IP地址
h1	192.168.0.101/24
h2	192.168.0.102/24
h3	192.168.0.103/24
h4	192.168.0.104/24

查看抓包结果，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？

（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。

（三）实验报告

请用Markdown排版；

基础要求只需要提交导入到/home/用户名/学号/lab3/目录下的拓扑文件，wireshark抓包的结果截图和对应的文字说明；

#!/usr/bin/env python

from mininet.net import Mininet
from mininet.node import Controller, RemoteController, OVSController
from mininet.node import CPULimitedHost, Host, Node
from mininet.node import OVSKernelSwitch, UserSwitch
from mininet.node import IVSSwitch
from mininet.cli import CLI
from mininet.log import setLogLevel, info
from mininet.link import TCLink, Intf
from subprocess import call

def myNetwork():

    net = Mininet( topo=None,
                   build=False,
                   ipBase='10.0.0.0/8')

    info( '*** Adding controller\n' )
    c0=net.addController(name='c0',
                      controller=Controller,
                      protocol='tcp',
                      port=6633)

    info( '*** Add switches\n')
    s2 = net.addSwitch('s2', cls=OVSKernelSwitch)
    s1 = net.addSwitch('s1', cls=OVSKernelSwitch)

    info( '*** Add hosts\n')
    h1 = net.addHost('h1', cls=Host, ip='192.168.0.101', defaultRoute=None)
    h2 = net.addHost('h2', cls=Host, ip='192.168.0.102', defaultRoute=None)
    h4 = net.addHost('h4', cls=Host, ip='192.168.0.104', defaultRoute=None)
    h3 = net.addHost('h3', cls=Host, ip='192.168.0.103', defaultRoute=None)

    info( '*** Add links\n')
    net.addLink(h1, s1)
    net.addLink(h2, s1)
    net.addLink(s2, h3)
    net.addLink(s2, h4)

    info( '*** Starting network\n')
    net.build()
    info( '*** Starting controllers\n')
    for controller in net.controllers:
        controller.start()

    info( '*** Starting switches\n')
    net.get('s2').start([c0])
    net.get('s1').start([c0])

    info( '*** Post configure switches and hosts\n')

    CLI(net)
    net.stop()

if __name__ == '__main__':
    setLogLevel( 'info' )
    myNetwork()

（1）HELLO

　　控制器6633端口（我最高能支持OpenFlow 1.0） ---> 交换机36666

交换机36666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

（2）Features Request / Set Conig

控制器6633端口（我需要你的特征信息） ---> 交换机36666端口

控制器6633端口 ---> 交换机36666端口

（3）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。

（4）Features Reply

交换机36666端口（这是我的特征信息，请查收） ---> 控制器6633端口

5）Packet_in

交换机36666端口（有数据包进来，请指示）--- 控制器6633端口

（6）Flow_mod

分析抓取的flow_mod数据包，控制器通过6633端口向交换机36666端口、交换机36666端口下发流表项，指导数据的转发处理

（7）Packet_out

控制器6633端口（请按照我给你的action进行处理） ---> 交换机36666端口

(8)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

（9）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？

　　使用TCP协议

进阶要求为选做，有完成的同学请提交相关截图对应的OpenFlow代码，加以注释说明，有完成比未完成的上机分数更高。
（1）hello

双方通过握手消息Hello建立安全连接。

　　(2)FEATURES_REQUEST

（3）OFPT_SET_CONFIG

（4）OFPT_PORT_STATUS

（5）OFPT_FEATURES_REPLY

（6）OFPT_PACKET_IN

（7）OFPT_FLOW_MOD

（8）OFPT_PACKET_OUT
个人总结，包括但不限于实验难度、实验过程遇到的困难及解决办法，个人感想，不少于200字。
这次实验难度相对会容易些，要注意的是运行命令“sudo wireshark”开启wireshark抓包工具，再构建拓扑。找包的时候数据非常多，要用过滤器过滤比较好找。过滤出Openflow数据包后，发现没有找到Flow_Mod的数据包。了解发现Flow_Mod数据包是控制器想交换机下发流表项，指导数据的转发处理，所以在启动wireshark之后，要在minninet尝试执行pingall，就能找到Flow_mod数据包。通过本次实验能够运用 wireshark 对 OpenFlow 协议数据交互过程进行抓包；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。相关数据结构可在openflow安装目录openflow/include/openflow当中的 openflow.h头文件中查询到。