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）
2. 阅读Hub模块代码，使用 tcpdump 验证Hub模块；

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

（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。

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)
    

· ovs-ofctl查看交换机流表项

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 SendPoxHardTimeOut(object):
    def __init__(self):
        core.openflow.addListeners(self)
    def _handle_ConnectionUp(self, event):
	
	
        msg = of.ofp_flow_mod()  
        msg.priority = 2
        msg.match.in_port = 1 
        msg.hard_timeout = 10
        event.connection.send(msg)
        
        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 = 2
        msg.match.in_port = 2 
        msg.hard_timeout = 10
        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 = 2
        msg.match.in_port = 3 
        msg.hard_timeout = 10
        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(SendPoxHardTimeOut)

· 硬超时

· ovs-ofctl查看交换机流表项

四、个人总结

· 在验证hub模块和l2_learning模块的过程中，我发现hub模块利用的是泛洪(Flood)机制，将数据包进行广播转发，因此h2和h3都能接收到h1发送给h2的数据包；而l2_learning模块利用的是一种自学习机制，在交换机完成学习后，h3就不再能收到h1发向h2的数据包了。在这个过程中我也逐渐学习到了POX控制器的工作原理和使用方法，我认为使用模块的过程就相当于下发一个流表，让交换机工作。
· 通过实验学习，我对比了集线器和交换机传输帧的区别，切实地感受到交换机自学习算法能够有效地减少广播风暴。并且，通过此次实验，我了解了如何通过编写代码实现硬实时功能、下发流表功能，颇有收获。
· 本次实验难度适中，但是其中有一些需要注意的地方，比如什么指令在哪里运行，什么文件在哪里创建，还有一些标准的运行指令，这些都需要非常注意，通过这次实验，我学习到了POX的Hub和L2_learning模块的功能，SendFlowInSingle3与SendPoxHardTimeOut，这些操作加深了我对pox的了解。