实验3：OpenFlow协议分析实践

一、实验目的

能够运用 wireshark 对 OpenFlow 协议数据交互过程进行抓包；
能够借助包解析工具，分析与解释 OpenFlow协议的数据包交互过程与机制。

二、实验环境

下载虚拟机软件Oracle VisualBox；
在虚拟机中安装Ubuntu 20.04 Desktop amd64，并完整安装Mininet；

三、实验要求

（一）基本要求
搭建下图所示拓扑，完成相关 IP 配置，并实现主机与主机之间的 IP 通信。用抓包软件获取控制器与交换机之间的通信数据包。

主机 IP地址
h1 192.168.0.101/24
h2 192.168.0.102/24
h3 192.168.0.103/24
h4 192.168.0.104/24

如图所示为（Transmission Control Protocol）TCP协议。

• 也有源端口50932 -> 目的端口6653的，即交换机到控制器的另一个包，此处协议为openflow1.5

控制器与交换机建立连接，并使用OpenFlow 1.0
• OFPT_FEATURES_REQUEST 源端口6653 -> 目的端口509032，从控制器到交换机

控制器请求交换器的特征信息
• OFPT_SET_CONFIG 源端口6653 -> 目的端口50932，从控制器到交换机

控制器要求交换机按照所给出的信息进行配置
• OFPT_PORT_STATUS 源端口50932 -> 目的端口6653，从交换机到控制器

当交换机端口发生变化时，交换机告知控制器相应的端口状态
• OFPT_FEATURES_REPLY 源端口50932 -> 目的端口6653，从交换机到控制器

交换机告知控制器它的特征信息
• OFPT_PACKET_IN 源端口50932 -> 目的端口6653，从交换机到控制器

交换机告知控制器有数据包进来，请求控制器指示
• OFPT_PACKET_OUT 源端口6653 -> 目的端口50932，从控制器到交换机

控制器要求交换机按照所给出的action进行处理
• OFPT_FLOW_MOD 源端口6653 -> 目的端口50932，从控制器到交换机

控制器对交换机进行流表的添加、删除、变更等操作
• 上述OFPT_PACKET_IN、OFPT_PACKET_OUT、OFPT_FLOW_MOD三种消息报文的交互会频繁多次出现在交换机和控制器之间。
6.画出相关交互图或流程图：

7.回答问题：交换机与控制器建立通信时是使用TCP协议还是UDP协议？

1. 配置网段

2. 配置ip地址

3. 保存拓扑为python文件

4. 运行sudo wireshark命令，并选择any模式进行抓包，开启另一个终端，命令行运行031902241.py文件，运行pingall                                                                          

5. 查看抓包结果，分析OpenFlow协议中交换机与控制器的消息交互过程（截图以其中一个交换机为例）                                                                                                                                      • OFPT_HELLO 源端口6653 -> 目的端口50932，从控制器到交换机

四，实验总结

一，出现的问题：

1. 第一次抓包没有找到OFPT_HELLO，后查资料发现是因为我先运行了拓扑文件后才打开了wireshark，应该先打开wireshark再运行拓扑。
2. 查看抓包时有太多信息，导致找的过程比较耗时间，后询问同学懂了设置过滤，这样只会显示OpenFlow协议的数据包方便查找
   ，并且通过选择过滤规则openflow_v1可以发现只有openflow1.0和openflow1.5的数据包。

  二，个人心得

     本次实验我们通过抓取数据包、分析数据包学习了OpenFlow协议下控制器和交换机的交互过程。交换机和控制器的交互过程涉及到多个不同用途的数据包，通过wireshark我们捕获所有数据包，后续通过设置过滤规则进行数据包的过滤，查看每一个OpenFlow数据包的源端口、目的端口、类型和相关字段。通过实践分析，我更加深入地理解了OpenFlow协议的基本原理和工作机制，掌握了报文的格式和字段含义。在编写控制器应用程序的过程中，我提高了自己的网络编程能力，熟悉了SDN网络编程的基本流程和技巧。锻炼了分析问题和解决问题的能力：在实验过程中，我遇到了许多问题，但通过查阅资料和不断尝试，我最终解决了这些问题，锻炼了自己的分析问题和解决问题的能力。进阶要求中通过数据包字段和源码的比较让我更进一步了解与掌握了OpenFlow协议。截图很多，整理起来需要足够的耐心。实验中遇到的问题都得到了解决，对mininet的一些命令行操作也更加的熟练了。OpenFlow协议的实践分析是一次宝贵的学习经历。它不仅提升了我的技术技能，也让我认识到了SDN在未来的网络发展中的潜力。