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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

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

• 阅读Hub模块代码，使用 tcpdump 验证Hub模块
• 生成拓扑后，开启POX：./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。

1. 阅读L2_learning模块代码，画出程序流程图，使用 tcpdump 验证Switch模块。
2. 生成拓扑后，开启POX：./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

 h1 ping h3

 

 

 h3收到数据包，h2没有收到数据包

l2_learning的程序流程图：

 

 

（二）进阶要求

1. 重新搭建（一）的拓扑，此时交换机内无流表规则，拓扑内主机互不相通；编写Python程序自定义一个POX模块SendFlowInSingle3，并且将拓扑连接至SendFlowInSingle3（默认端口6633），实现向s1发送流表规则使得所有主机两两互通。

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)

将py代码文件命名为 SendFlowInSingle3.py,并保存forwarding目录下

 

 

1. 基于进阶1的代码，完成ODL实验的硬超时功能。
2. 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)

基于进阶1的代码，完成ODL实验的硬超时功能。（先运行SendFlowSingle3，先通再断再恢复）

 

 

个人总结

这次的实验难度有点大，而且第一次使用POX，不知道其功能和作用，但靠老师给的PDF解决了很多问题，同时学到了很多，理解了POX 控制器的工作原理。通过动手实际操作来验证POX的forwarding.hub和forwarding.l2_learning模块，也使我初步掌握POX控制器的一些使用方法。在实验中也发现一些错误：进阶要求中命令不能加.py后缀。在pox目录下创建 SendFlowInSingle3.py 和 SendPoxHardTimeOut.py 文件时如果没有加 sudo命令 ，创建则会失败。

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