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
Ubuntu 20.04 Desktop amd64

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）

• 构建拓扑
  

2. 阅读Hub模块代码，使用 tcpdump 验证Hub模块；

• 开启POX： ./pox.py log.level --DEBUG forwarding.hub

• 开启主机终端 mininet> xterm h2 h3

• 在h2主机终端中输入tcpdump -nn -i h2-eth0

• 在h3主机终端中输入tcpdump -nn -i h3-eth0

• h1 ping h2
  

• h1 ping h3
  

• h2,h3都可以接收到数据包

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

• 流程图
  

• 开启pox，运行L2_learning模块：./pox.py log.level --DEBUG forwarding.l2_learning

• h1 ping h3
  h3收到数据包，而h2没有收到数据包
  

• h1 ping h2
  h2收到数据包，而h3没有收到数据包
  

（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。

• 建立拓扑，并用dpctl del-flows命令删除流表
  

• 编写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()  
        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)

• 将拓扑连接至SendFlowInSingle3，实现向s1发送流表规则使得所有主机两两互通。
  
  

2. 基于进阶1的代码，完成ODL实验的硬超时功能。

• Python程序自定义一个POX模块SendPoxHardTimeOut

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)

• 运行SendPoxHardTimeOut后再运行SendFlowInSingle3
  
  

四、个人总结

1、流程总结：在建立拓扑后，再打开pox的hub模块，同时xtern开启对h2、h3的抓包，然后观察h2和h3终端有什么变化。switch模块也是同理。
2、遇到的问题：
1、在执行sudo mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk后建立拓扑，使用命令dpctl del-flows删除流表也不起作用，通过重启虚拟机解决了。
2、使用./pox.py....命令加了.py后缀，导致报错。后来发现要把后缀去掉。
3、通过这次实验了解了 POX 控制器的工作原理，初步掌握POX控制器的使用方法，学会了怎么使用 POX控制器来编写自定义网络的应用程序，进一步熟悉POX控制器流表下发的方法。
4、通过本次实验还了解到，Hub模块采用洪泛转发,在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。因此无论h1 ping h2还是h3，都可以从h2 h3中抓到数据包。而Switch模块而言，当h1 ping h2时候只有h2有接收到数据包，而当h1 ping h3时候也同样只有h3能接收到数据包，因此验证了switch模块的自学习功能