实验5：开源控制器实践——POX

一、实验目的

能够理解 POX 控制器的工作原理；
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；
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）；

   • 使用命令sudo mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10搭建拓扑

   

2. 阅读Hub模块代码，使用 tcpdump 验证Hub模块；

• h1 ping h2（h2和h3都能接收到数据包）

  

• h1 ping h3（h2和h3都能接收到数据包）

  

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

• h1 ping h2（只有h2能够收到数据包）

  

• h1 ping h3（只有h3能够收到数据包）

  

• 画出流程图

  

（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。

   • 使用命令dpctl del-flows删除流表

   

   • 代码

   import pox.openflow.libopenflow_01 as of
   from pox.openflow.of_json import *
   
   
   def _handle_ConnectionUp(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.openflow.addListenerByName("ConnectionUp", _handle_ConnectionUp)
   
   
   

   • 结果

   

2. 基于进阶1的代码，完成ODL实验的硬超时功能。

   • 代码

     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()  # 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(SendPoxHardTimeOut)
     
     
     

   • 结果

     

实验总结

• 遇到的问题

  • 关闭hub模块开启L2_Learning模块时出现报错openflow.of_01:Error 98 while binding 0.0.0.0:6633: Address already in use查阅资料后发现主要原因是使用6633这个端口号的进程还在进行，导致冲突，引起报错。

    解决方式：

    • ①重启虚拟机
    • ②或者使用lsof -i [端口号] 查找端口对应进程号，再使用kill -s 9 [进程号] 强行杀死进程。

• 实验心得
  我觉得本次实验基本要求部分难度适中，但进阶的流表编写有较大难度，时间主要花费在进阶实验上，通过查阅资料和咨询同学才完成。通过本次实验验证POX的hub和l2_learning模块，我掌握了POX控制器的使用方法，同时进一步熟悉POX控制器流表下发的方法。