【Mininet】基础篇：开源控制器POX

news2024/11/28 14:05:47

大家好，我是文思月！

每文一言：时间不在于你拥有多少，而在于你如何使用！

本篇文章：

本篇文章主要是基于POX控制器进行的两个实验：一个是使交换机模拟hub（集线器）的功能，一个是让交换机实现L2自学习。POX是一个SDN控制器，编程语言是python。

在开始之前，首先需要在ubuntu中安装POX，安装POX参考如下教程：

https://blog.csdn.net/langzi_a/article/details/104730264

正文如下：

实验一：交换机模拟hub的功能

第一步：启动POX，运行hub.py文件

./pox.py log.level --DEBUG forwarding.hub

第二步：使用Mininet创建如下网络拓扑，OpenFlow协议为1.0，控制器使用本地部署的POX（默认监听6633端口）：

在这里插入图片描述

sudo -E mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10

第三步：在Mininet命令行模式下打开h2，h3主机终端

xterm h2 h3

第四步：在h2主机终端输入：

tcpdump -nn -i h2-eth0

第五步：在h3主机终端输入：

tcpdump -nn -i h3-eth0

在这里插入图片描述

第六步：在Mininet命令行输入：

h1 ping h2

h2和h3可以同时收到数据包

在这里插入图片描述

第七步：在Mininet命令行输入：

h1 ping h3

h2和h3可以同时收到数据包

在这里插入图片描述

运行hub.py使得创建的交换机上都安装了泛洪规则，交换机收到数据包后，会将数据包进行泛洪，此时交换机相当于是集线器。所以，在ping某个主机的时候，其他主机也会收到数据包。

实验二：L2学习交换机的功能

1）使用源地址和交换机端口去更新地址/端口表

2）包的transparent=false，并且以太网类型是LLDP，或者包的目的地址是一个网桥过滤地址的时候？

2a）yes：丢弃这个包，不要转发这个当前链路上的数据流

3）包的目的地址是否是多播地址？

3a）yes：泛洪这个包

4）数据包的目的地址是否在我们的地址/端口表中？

4a）No：泛洪这个包

5）包的输出端口是否和输入端口相同？

5a）yes：丢弃这个包和之后相似的数据包

6）在交换机中安装流表项，使得这些数据流可以从相应的端口出去

6a）发送数据包到相应的端口

L2_learning.py代码的程序流程图：

在这里插入图片描述

第一步：启动POX，运行l2_learning.py文件

./pox.py log.level --DEBUG forwarding.l2_learning

第二步：使用Mininet创建如下网络拓扑，OpenFlow协议为1.0，控制器使用本地部署的POX（默认监听6633端口）：

在这里插入图片描述

sudo -E mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10

第三步：在Mininet命令行模式下打开h2，h3主机终端

xterm h2 h3

第四步：在h2主机终端输入：

tcpdump -nn -i h2-eth0

第五步：在h3主机终端输入：

tcpdump -nn -i h3-eth0

在这里插入图片描述

第六步：在Mininet命令行输入：

h1 ping h2

在这里插入图片描述

h2主机收到数据包，h3主机没有收到数据包

第七步：在Mininet命令行输入：

h1 ping h3

在这里插入图片描述

h3主机收到数据包，h2主机没有收到数据包

交换机实现了L2_learning，只有目的主机可以收到数据包。

实验三：python程序自定义POX控制器功能

新建网络拓扑，此时交换机没有流表规则，该拓扑上的主机不能进行通信；编写python程序自定义一个POX模块SendFlowlnSingle3，并将拓扑连接到SendFlowlnSingle3（默认端口为6633），实现交换机发送流表规则，完成主机的通信。

第一步：建立网络拓扑

sudo -E mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10

第二步：测试主机之间能否进行通信

h1 ping h2

在这里插入图片描述

主机之间无法进行通信

第三步：在pox文件夹下新建SendFlowlnSingle3.py文件，并加入如下代码

# -*- coding: utf-8 -*-
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)