实验6：开源控制器实践——RYU
一、实验目的
1.能够独立部署RYU控制器；
2.能够理解RYU控制器实现软件定义的集线器原理；
3.能够理解RYU控制器实现软件定义的交换机原理。
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，并连接Ryu控制器，通过Ryu的图形界面查看网络拓扑。
2.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。
h1 ping h2
h1 ping h3
3.编程修改L2Switch.py，另存为L2xxxxxxxxx.py，使之和POX的Hub模块的变得一致？（xxxxxxxxx为学号）
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)
L2Switch和POX的Hub模块不同之处：可以在pox的Hub模块运行时查看流表，而无法在ryu的L2Switch模块运行时查看到流表。
（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？
b) simple_switch和simple_switch_13在dpid的输出上有何不同？
c) 相比simple_switch，simple_switch_13增加的switch_feature_handler实现了什么功能？
d) simple_switch_13是如何实现流规则下发的？
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？
编程实现和ODL实验的一样的硬超时功能。
（三）实验报告
1.请用Markdown排版；
2.所有实验相关代码文件（如有）保存在目录/home/用户名/学号/lab6/中；
3.基本要求需提交：回答基础要求2中有何不同，提交修改过的L2xxxxxxxxx.py代码和能够体现和验证修改的相关截图；
4.进阶要求为选做，有完成的同学请提交相关问题回答、代码和运行结果，交换机流表项截图，代码保存目录同要求2，有完成比未完成的上机分数更高。
5.个人总结，包括但不限于实验难度、实验过程遇到的困难及解决办法，个人感想，不少于200字。
这次实验难度较大，实验过程中遇到了许多的困难，与其是第一步中，连接Ryu控制器时，一直报错，后来在群里同学的帮助下，运行了 python3 -m pip install eventlet==0.30.2，这才解决问题。后面运行L2Switch时，以为是自带的文件，因此没有事先创建相应的文件，后来反复查阅PPT才知道要先去Ryu文档的The First Application一节中找寻代码创建相应的python文件。
虽然这次实验难度很大，花费了我不少时间和精力才将实验完成，但同时也学到了不少新知识，了解并学习使用ryu控制器，初步了解了其中的一些基础操作和深入理解了其中一些模块的代码，同时认识到了L2Switch和POX的Hub模块的相同与不同之处。