简单的基于交换机迁移的SDN控制器负载均衡实验

本人首次接触SDN，了解了下SDN的定义后，针对这个实验，首先通过查询文献，大概了解这个实验的环境搭建方案。
对于SDN控制器使用较多的有：OpenDaylight、Floodlight和Ryu，其中Ryu控制器没有固定的通信协议，在使用时还需要协调管理软件。而对于OpenDayight和Floodlight，我通过查询二者的区别却没有得到什么有用的信息，看到一个评论说：OpenDayight是控制器，而Floodlight是协议，我也不知道如何去思考了。最终选择OpenDayight控制器，因为关于OpenDayight搭建的博客很多。
OpenFlow交换机通过Mininet搭建。
虽然关于OpenDaylight和Mininet环境搭建的博客很多，但按照博客中的步骤执行最终能够实现的却很少，这里我就贴上最终帮助我实现的博客，感谢！（由于做实验的过程中没有及时记录，所以一些问题和细节的步骤可能不能详细的给出，但我最终是按照下面的步骤实现的，希望能够给想要搭建OpenDaylight和Mininet的小白一些帮助。）

环境搭建

为实现交换机迁移，我搭建了两台opendaylight虚拟机，一台mininet虚拟机。

虚拟机软件：主要有VMware Station, VirtualBox等，后者免费，下载网址为：
https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads（这是从别人的博客中看到的，我选择了VirtualBox，下载安装容易，大部分人还是安装的VMware Station）。
mininet安装：首先我在VirtualBox中新建了一个ubuntu虚拟机，点击新建，设置虚拟机名称为mininet，后面的设置就根据个人喜好了。

然后打开mininet虚拟机，进去时会提示没有光盘，于是我在官网上下载了ubuntu-16.04.7-desktop-amd64光盘映像，选择该光盘就可以了，进入后若提示是否安装ubuntu，点击安装即可。
接下来安装mininet，在安装时碰到最多的问题就是安装完成后使用sudo mn测试，该指令会生成默认的拓扑图，包含一个交换机，两个主机。拓扑图能够生成，但输入pingall指令时却失败。于是我卸载重装卸载重装，试过很多方法，最终按照https://www.cnblogs.com/cing/p/7443076.html成功了！这个博客的方法很简单，希望你能一次成功。
3.opendaylight安装：由于时间原因，opendaylight的安装偷了个懒，安装的是预编译的版本，按照https://blog.csdn.net/rock4you/article/details/67654711中下载预编译的压缩包的方法实现，这个安装很容易。（建议安装源代码版本，因为预编译版本无法修改源代码。）两台opendaylight虚拟机的话，就直接复制另一台，在虚拟机设置中更改mac地址（点击mac地址栏边上的刷新键即可），就可以使两台虚拟机ip地址不同。

实验内容

环境搭建好了接下来就是实现负载均衡实验。
1.构建SDN网络，网络拓扑设计的很简单，包含两台远程控制器，五台交换机和五台主机。
在mininet/examples下打开可视化工具miniedit，绘制拓扑图。

左边可以选择主机、交换机、路由器、连接线、控制器，我绘制的拓扑图如下。

右击图标选择属性，控制器选择远程remote controller，控制器c0的ip为192.168.56.101，c1为192.168.56.106（这是控制器的ip地址，可以在控制器虚拟机终端中输入ifconfig查看）。

交换机s1设置如下，DPID为0000000000000001（16位），类型选择open vswitch kernel mode，其他交换机类似，也可以不设置，影响不大。

主机h1设置ip地址为10.0.0.1，其他主机类似。

右击线路，可以设置带宽、时延等。

点击上方工具栏edit，选择参数，勾选Start CLI，协议我选择openflow1.3，openflow1.3中交换机具有主从角色，在已打开的终端可以看到属性设置的内容。

2.打开两个控制器虚拟机，在解压后的预编译压缩包bin文件夹下打开终端，输入sudo ./karaf运行控制器，运行成功界面如下。

浏览器中打开网址：http://192.168.56.101:8181/index.html进入opendaylight控制器UI界面。192.168.52.101为控制器虚拟机ip地址。左边topology显示网络拓扑图，nodes显示网络节点信息，yang ui可以下发流表（下发流表的过程较为复杂，我这种小白只能按照说明一步步进行，可参考博客https://blog.csdn.net/qq_37748451/article/details/94608055），最后yang visualizer我没有使用，也就没深入了解其功能。

3.运行网络，两个控制器都打开后就可以运行了。回到mininet虚拟机，点击miniedit界面中的run就运行了。然后再终端输入pingall，查看各主机的通信情况。可以看到主机和主机间未连通，再pingall一次即可(第一次未能全部ping通，可能是opendaylight本身的设置问题，有的拓扑结构可以实现，有的却不行，这也只是我的猜测)。

在两个控制器中点击reload就可以看到网络拓扑啦，两个拓扑各占网络拓扑的一部分，可能是因为两个控制器作为交换机的角色不同。由于我找不到预编译的opendaylight源代码，也就不能设置控制器的主从角色（当然找到了我可能也不会设置）。

4.为了能够实现交换机迁移，也就是要实现控制器的主从角色改变，首先在mininet中新打开一个终端输入指令：sudo ovs-vsctl list controller查看控制器信息，可以看到控制器角色为master的ip地址和uuid地址。

交换机链接的控制器可以在miniedit界面中右击交换机查看，下图为s1的信息，其控制器为c4117473-3061-4a3a-99e4-03b60ff6ad68，与上面的控制器uuid对应可知s1的master控制器为192.168.56.101。

更改s1的主控制器可以通过指令： sudo ovs-vsctl set-controller s1 tcp:192.168.56.106:6633实现设置192.168.56.106为s1的master控制器，6633为端口号，再次查看控制器信息可以的发现s1的主控制器已变为192.168.56.106。

在opendaylight控制器中reload查看拓扑结构，可以看到已发生变化。

在停止运行网络时需要先输入exit退出，再点击stop，不然会出现错误，最后关闭网络后，可以在终端输入sudo mn -c清除网络信息。

这就算是实现了交换机的手动迁移。负载均衡部分是通过iperf实现主机之间的数据包发送，然后在控制器中打开wireshark过滤抓取packet_in数据包查看两个控制器的负载量，然后手动迁移交换机实现负载均衡，这里我就不展开叙述了，因为手动迁移并不算是真正意义上的交换机迁移，所以负载均衡实验也不能算成功，主要还是分享opendaylight和mininet环境搭建过程，希望能够对大家有帮助。
更多ovs-vsctl指令可以参考https://www.cnblogs.com/goldsunshine/p/11527928.html。