实验5：开源控制器实践——POX

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

1.下载虚拟机软件Oracle VisualBox 或 VMware；
2.在虚拟机中安装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搭建上述拓扑

2.阅读Hub模块代码，使用 tcpdump 验证Hub模块；

开启pox，运行hub模块：./pox.py log.level --DEBUG forwarding.hub

使用命令mininet> xterm h2 h3开启主机终端

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
- 由上图可以看出无论是h1 ping h2还是h1 ping h3，h2和h3都能同时接收到数据包。结果验证Hub模块的作用：Hub模块采用洪泛转发,每个交换机上都安装泛洪通配符规则，将数据包广播转发，此时交换机等效于集线器。所以在ping某个主机时，会在另一台主机上接收到。
  
  3.阅读L2_learning模块代码，画出程序流程图，使用 tcpdump 验证Switch模块。（1）画出流程图
- 2）使用 tcpdump 验证Switch模块
  
  开启pox，运行L2_learning模块：./pox.py log.level --DEBUG forwarding.l2_learning
- h1 ping h2
- h2收到数据包，h3没有收到数据包
- h3收到数据包，h2没有收到数据包
- 二）进阶要求
  生成拓扑sudo mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10
  
  SendFlowInSingle3代码
- 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() # 使用ofp_flow_mod()方法向交换机下发流表
  msg.priority = 1
  msg.match.in_port = 1 # 使数据包进入端口1
  msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2)) # 从端口2转发出去
  msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3)) # 从端口3转发出去
  event.connection.send(msg)
  
  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 = 2 # 使数据包进入端口2
  msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1)) # 从端口1转发出去
  msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3)) # 从端口3转发出去
  event.connection.send(msg)
  
  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 = 3 # 使数据包进入端口3
  msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1)) # 从端口1转发出去
  msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2)) # 从端口2转发出去
  event.connection.send(msg)
  
  def launch():
  core.registerNew(SendFlowInSingle3)
- 1. 基于进阶1的代码，完成ODL实验的硬超时功能。
  SendPoxHardTimeOut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()
  msg.priority = 3
  msg.match.in_port = 1
  msg.hard_timeout = 10 #硬超时10秒
  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 = of.OFPP_ALL))
  event.connection.send(msg)
  
  msg = of.ofp_flow_mod()
  msg.priority = 3
  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 = of.OFPP_ALL))
  event.connection.send(msg)
  
  def launch():
  core.registerNew(SendPoxHardTimeOut)
- 四、个人总结
- 本次的实验有点难度，依据老师给的文档解决了一些问题，同时学到了很多，理解了POX 控制器的工作原理。实验与理论课的知识相结合，令我对POX 控制器的工作原理有了更加形象、深刻的认识与理解。