实验5：开源控制器实践——POX

一、实验目的

1.能够理解 POX 控制器的工作原理；
2.通过验证POX的forwarding.hub和forwarding.l2_learning模块，初步掌握POX控制器的使用方法；
3.能够运用POX控制器编写自定义网络应用程序，进一步熟悉POX控制器流表下发的方法。

二、实验环境

在虚拟机中安装Ubuntu 20.04；

三、实验要求

（一）基本要求

1.搭建下图所示SDN拓扑，协议使用Open Flow 1.0，控制器使用部署于本地的POX（默认监听6633端口）

2.阅读Hub模块代码，使用 tcpdump 验证Hub模块；
h1 ping h2

h1 ping h3

3.阅读L2_learning模块代码，画出程序流程图，使用 tcpdump 验证Switch模块。
（1）画出流程图

（2）使用 tcpdump 验证Switch模块
h1 ping h2

h1 ping h3

（二）进阶要求

1.重新搭建（一）的拓扑，此时交换机内无流表规则，拓扑内主机互不相通；编写Python程序自定义一个POX模块SendFlowInSingle3，并且将拓扑连接至SendFlowInSingle3（默认端口6633），实现向s1发送流表规则使得所有主机两两互通。
（1）重新搭建（一）的拓扑，并使用命令dpctl del-flows删除流表，执行该命令后，所有主机都无法ping通

（2）Python程序自定义一个POX模块SendFlowInSingle3

from pox.core import core
import pox.openflow.libopenflow_01 as of
class SendFlowInSingle3(object):
    def __init__(self):
        core.openflow.addListeners(self)
    def _handle_ConnectionUp(self, event):
        msg = of.ofp_flow_mod()  //使用ofp_flow_mod()方法向交换机下发流表
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 1  //使数据包进入端口1
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2)) //从端口2转发出去
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3)) //从端口3转发出去
        event.connection.send(msg)

        msg = of.ofp_flow_mod()  //使用ofp_flow_mod()方法向交换机下发流表
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 2 //使数据包进入端口2
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1)) //从端口1转发出去
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3)) //从端口3转发出去
        event.connection.send(msg)

        msg = of.ofp_flow_mod() //使用ofp_flow_mod()方法向交换机下发流表
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 3  //使数据包进入端口3
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1))  //从端口1转发出去
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2)) //从端口2转发出去
        event.connection.send(msg)
def launch():
    core.registerNew(SendFlowInSingle3)

可以发现，运行SendFlowInSingle3模块后，所有主机两两互通

2.基于进阶1的代码，完成ODL实验的硬超时功能。

from pox.core import core
import pox.openflow.libopenflow_01 as of
 
class SendFlowInSingle3(object):
    def __init__(self):
        core.openflow.addListeners(self)
    def _handle_ConnectionUp(self, event):
        msg = of.ofp_flow_mod()  //使用ofp_flow_mod()方法向交换机下发流表
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 1  
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2))  
       //msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3)) 
        event.connection.send(msg)
 
        msg = of.ofp_flow_mod() 
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 2  
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1))  
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3))  
        event.connection.send(msg)
 
        msg = of.ofp_flow_mod()  
        msg.priority = 1
        msg.match.in_port = 3  
       //msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1))  
        msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2))  
        event.connection.send(msg)
 
def launch():
    core.registerNew(SendFlowInSingle3)

结果

四、个人总结

1.感觉本次实验难度适中，但是进阶部分多我来说有些困难
2.本次实验验证了POX的forwarding.hub和forwarding.l2_learning模块，其作用分别为Hub：Hub模块采用洪泛转发,每个交换机上都安装泛洪通配符规则，将数据包广播转发，此时交换机等效于集线器，所以在ping某个主机时，会在另一台主机上接收到。而Switch模块的功能：让OpenFlow交换机实现L2自学习，所以只有目的主机可以接收到数据包。
3.运行SendFlowInSingle3模块前，使用命令dpctl del-flows删除流表，执行该命令后，发现拓扑还是可以ping通，最后通过重启虚拟机解决了问题