标签：控制器 ryu py 开源 datapath switch ofp ofproto RYU

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

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。

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

ryu-manager ryu/ryu/app/gui_topology/gui_topology.py --observe-links

通过Ryu的图形界面查看网络拓扑
在浏览器中打开http://127.0.0.1:8080

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。

创建L2Switch.py文件并添加代码

from ryu.base import app_manager
from ryu.controller import ofp_event
from ryu.controller.handler import MAIN_DISPATCHER
from ryu.controller.handler import set_ev_cls
from ryu.ofproto import ofproto_v1_0

class L2Switch(app_manager.RyuApp):
    OFP_VERSIONS = [ofproto_v1_0.OFP_VERSION]

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(L2Switch, self).__init__(*args, **kwargs)

    @set_ev_cls(ofp_event.EventOFPPacketIn, MAIN_DISPATCHER)
    def packet_in_handler(self, ev):
        msg = ev.msg
        dp = msg.datapath
        ofp = dp.ofproto
        ofp_parser = dp.ofproto_parser

        actions = [ofp_parser.OFPActionOutput(ofp.OFPP_FLOOD)]

        data = None
        if msg.buffer_id == ofp.OFP_NO_BUFFER:
             data = msg.data

        out = ofp_parser.OFPPacketOut(
            datapath=dp, buffer_id=msg.buffer_id, in_port=msg.in_port,
            actions=actions, data = data)
        dp.send_msg(out)

运行L2 Switch ryu-manager L2Switch.py
mininet> pingall
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
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

创建文件L2032002539.py

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：
运行ryu-manager L2032002539.py

（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。

编写代码timeout.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 timeout.py
mininet> h1 ping h2
查看流表dpctl dump-flows

个人总结

本次实验难度适可，通过本次实现，我了解了ryu的基础应用，初步了解了RYU控制器实现软件定义的集线器原理和
RYU控制器实现软件定义的交换机原理。并在对比上次实验POX与这次实验RYU的实验操作，我更加理解了mininet 控
制流表下发和硬超时。
在实验中，我在运行L2Switch ryu-manager L2Switch.py 这一步骤中出了点小问题，原因是因为我打开
的另一终端占用了ryu端口，使得代码无法成功运行，在关闭该终端后，代码便可正常运行，也可以ping通了。

标签：控制器,ryu,py,开源,datapath,switch,ofp,ofproto,RYU
From： https://www.cnblogs.com/d2022nhyjxm/p/16801047.html

实验6：开源控制器实践——RYU