实验目的
能够独立部署RYU控制器；
能够理解RYU控制器实现软件定义的集线器原理；
能够理解RYU控制器实现软件定义的交换机原理。
实验要求
（一）基本要求
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搭建下图所示SDN拓扑，协议使用Open Flow 1.0，并连接Ryu控制器，通过Ryu的图形界面查看网络拓扑。
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建立拓扑
sudo mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk
- 连接Ryu控制器
- 通过Ryu的图形界面查看网络拓扑
在浏览器中输入地址http://127.0.0.1:8080即可打开ryu的图形界面
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阅读Ryu文档的The First Application一节，运行当中的L2Switch，h1 ping h2或h3，在目标主机使用 tcpdump 验证L2Switch，分析L2Switch和POX的Hub模块有何不同。
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创建L2Switch文件并添加代码
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运行L2Switch ryu-manager L2Switch.py
pingall可以ping通
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开启主机终端 mininet>xterm h2 h3
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在h2主机终端中输入tcpdump -nn -i h2-eth0
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在h3主机终端中输入tcpdump -nn -i h3-eth0
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h1 ping h2
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h1 ping h3
- 分析L2Switch和POX的Hub模块有何不同
Hub和L2Switch模块都是洪泛转发，但L2Switch模块下发的流表无法查看，而Hub模块下发的流表可以查看
编程修改L2Switch.py，另存为L2xxxxxxxxx.py，使之和POX的Hub模块的变得一致 - 代码
from ryu.base import app_manager
from ryu.ofproto import ofproto_v1_3
from ryu.controller import ofp_event
from ryu.controller.handler import MAIN_DISPATCHER, CONFIG_DISPATCHER
from ryu.controller.handler import set_ev_cls
class hub(app_manager.RyuApp):
OFP_VERSIONS = [ofproto_v1_3.OFP_VERSION]
def __init__(self, *args, **kwargs):
super(hub, self).__init__(*args, **kwargs)
@set_ev_cls(ofp_event.EventOFPSwitchFeatures, CONFIG_DISPATCHER)
def switch_feathers_handler(self, ev):
datapath = ev.msg.datapath
ofproto = datapath.ofproto
ofp_parser = datapath.ofproto_parser
# install flow table-miss flow entry
match = ofp_parser.OFPMatch()
actions = [ofp_parser.OFPActionOutput(ofproto.OFPP_CONTROLLER, ofproto.OFPCML_NO_BUFFER)]
# 1\OUTPUT PORT, 2\BUFF IN SWITCH?
self.add_flow(datapath, 0, match, actions)
def add_flow(self, datapath, priority, match, actions):
# 1\ datapath for the switch, 2\priority for flow entry, 3\match field, 4\action for packet
ofproto = datapath.ofproto
ofp_parser = datapath.ofproto_parser
# install flow
inst = [ofp_parser.OFPInstructionActions(ofproto.OFPIT_APPLY_ACTIONS, actions)]
mod = ofp_parser.OFPFlowMod(datapath=datapath, priority=priority, match=match, instructions=inst)
datapath.send_msg(mod)
@set_ev_cls(ofp_event.EventOFPPacketIn, MAIN_DISPATCHER)
def packet_in_handler(self, ev):
msg = ev.msg
datapath = msg.datapath
ofproto = datapath.ofproto
ofp_parser = datapath.ofproto_parser
in_port = msg.match['in_port'] # get in port of the packet
# add a flow entry for the packet
match = ofp_parser.OFPMatch()
actions = [ofp_parser.OFPActionOutput(ofproto.OFPP_FLOOD)]
self.add_flow(datapath, 1, match, actions)
# to output the current packet. for install rules only output later packets
out = ofp_parser.OFPPacketOut(datapath=datapath, buffer_id=msg.buffer_id, in_port=in_port, actions=actions)
# buffer id: locate the buffered packet
datapath.send_msg(out)
- 运行结果：
（二）进阶要求
- 阅读Ryu关于simple_switch.py和simple_switch_1x.py的实现，以simple_switch_13.py为例，完成其代码的注释工作，并回答下列问题：
a) 代码当中的mac_to_port的作用是什么？
mac_to_port的作用是保存mac地址到交换机端口的映射
b) simple_switch和simple_switch_13在dpid的输出上有何不同？
在simple_switch_13.py中为dpid = format(datapath.id, "d").zfill(16)
在simple_switch.py中为dpid = datapath.id
在simple_switch_13.py中使用了zfill() 方法返回指定长度为16的字符串，原字符串右对齐，前面填充0；而simple_switch.py直接输出dpid
c) 相比simple_switch，simple_switch_13增加的switch_feature_handler实现了什么功能？
增加了实现交换机以特性应答消息响应特性请求功能
d) simple_switch_13是如何实现流规则下发的？
在触发PacketIn事件后，首先解析相关数据结构，获取协议信息、获取源端口、包学习，交换机信息，以太网信息，等。如果以太网类型是LLDP类型，则忽略。如果不是LLDP类型，则获取目的端口和源端口还有交换机id，然后进行交换机自学习，先学习源地址对应的交换机的入端口，再查看是否已经学习目的mac地址，如果没有就洪泛转发。如果学习过，则查看是否有buffer_id，如果有则在添加流时加上buffer_id，向交换机发送数据包和流表。
e) switch_features_handler和_packet_in_handler两个事件在发送流规则的优先级上有何不同？
switch_features_handler下发流表的优先级比_packet_in_handler高
编程实现和ODL实验的一样的硬超时功能。
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代码
MyTimeOut.py -
建立拓扑
sudo mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk -
运行
ryu-manager MyTimeOut.py -
h1 ping h2
- 查看流表
dpctl dump-flows
个人总结
本次实验用到了 mininet 和 ryu 的相关知识。通过本次实验我更进一步的掌握了 mininet 的使用和分析，也掌握了 ryu 的基础使用。通过对比上次实验所用到的 pox 和本次实验用到的 ryu，我对 mininet 控制流表下发和硬超时有了更加深刻的理解。
遇到的问题，之前的 mininet 资源没有清空，导致可视化界面展示的与预期不符，最后使用 mm -c 清除了之前残余数据后显示正常。在使用 ryu 的时候没有保证运行的唯一性，导致配置不成功，pingall 无法 ping 通，在关闭了其他无用 ryu 端口后成功运行当前期望运行项目。
通过本次实验学到了 ryu 的基本使用方法，也加深了对 mininet 使用和原理的认知，同时也增强了我解决问题的方法。收获满满。