实验名称

SDN网络简单管理及开发实验

实验目的

基于RYU及Mininet管理网络、开发管理网络应用程序

实验内容

1、结合Mininet及RYU组建SDN网络

运行RYU远程控制器，在mininet上开发实现如图1所示的一个包含两个交换机、两个客户端主机（每个交换机连接一个主机）的简单拓扑，并连接运行的RYU控制器。

2、基于RYU及Mininet管理网络、开发简单网络管理程序

使用mininet命令操作流表项，使主机h1和h2之间不能通信；使用RYU开发简单网络管理程序，使主机h1和h2之间不能通信。

实验步骤

1、结合Mininet及RYU组建SDN网络

1.1 开发基于mininet的网络，编写python程序。

import osfrom mininet.net import Mininet
from mininet.node import RemoteController
from mininet.cli import CLI
from mininet.log import setLogLevel
from mininet.link import TCLink
from mininet.topo import Topoclass linearTopo(Topo):def __init__(self):self.switchList = []self.hostList = []Topo.__init__(self)def create_topo(self):self.create_switch()self.create_host()self.create_link()def create_switch(self):self.switchList.append(self.addSwitch('s1'))self.switchList.append(self.addSwitch('s2'))def create_host(self):self.hostList.append(self.addHost('h1'))self.hostList.append(self.addHost('h2'))def create_link(self):self.addLink(self.switchList[0], self.switchList[1], bw=100, delay='5ms', loss=0)self.addLink(self.switchList[0], self.hostList[0], bw=100, delay='5ms', loss=0)self.addLink(self.switchList[1], self.hostList[1], bw=100, delay='5ms', loss=0)def create_topo():topo = linearTopo()topo.create_topo()net = Mininet(topo=topo, link=TCLink, controller=None, autoSetMacs=True)controller_ip = "127.0.0.1"controller_port = 6633net.addController('controller',controller=RemoteController,ip=controller_ip,port=controller_port)net.start()CLI(net)net.stop()if __name__ == '__main__':setLogLevel('info')if os.getuid() != 0:logger.debug("You are NOT root")elif os.getuid() == 0:create_topo()

1.2 运行RYU控制器
1.3 运行mininet程序

1.4 查看运行结果

（1）查看创建的网络的组成部分

（2）使用ICMP会话测试h1和h2之间的连通性，分析原因

2、基于RYU及Mininet管理网络、开发简单网络管理程序

2.1 使用mininet命令操作流表项，使主机h1和h2之间不能通信
（1）中断h1和h2之间的ICMP会话；
（2）查看交换机s1上的流表项；

xterm s1

ovs-ofctl dump-flows s1

（3）修改交换机s1上的流表项，使主机h1和h2之间不能通信：
所添加的流表项match域设置为：源IP地址为h1的IP地址，目的IP地址为h2的IP地址。同时，将该流表项优先级设置为最高（65535），actions设置为drop，使用的命令为：

ovs-ofctl add-flow s1 priority=65535,icmp,nw_src=10.0.0.1,nw_dst=10.0.0.2,actions=drop

注意：1、未打“空格”的地方不能输入空格！2、此命令需在交换机上运行！
（4）查看交换机s1上的流表项是否发生了变化；
（5）使用ICMP会话测试h1和h2之间的联通性；
（6）中断ICMP会话，再次查看交换机s1上的流表项，分析与上次抓获的流表项的不同点

分析2.1中抓获流表项的不同点：
修改后抓获的流表项
①增加了一条流表项
②增加的流表项额外设置了优先级（65535）和匹配协议类型（ICMP）
③增加的流表项中动作字段为丢弃，而不是从某端口转发

（7）分析h1和h2之间不能通信的原理。

分析h1和h2之间不能通信的原理：
匹配流表项时选择优先级最高的优先匹配，故进行h1、h2的ICMP会话时，一直与优先级最高的流表项匹配，并且该流表项的动作字段为丢弃，即ICMP报文一直被丢弃。故h1和h2之间不能通信。

2.2 使用RYU开发简单网络管理程序，使主机h1和h2之间不能通信
（1）关闭mininet、ryu程序；
（2）运行编写的mininet程序；
（3）阅读并分析ryu.ryu.app.simple_switch.py程序；

def _packet_in_handler(self, ev): #交换机向控制器上交packet-in消息msg = ev.msg #获取事件消息datapath = msg.datapath #获取数据通路ofproto = datapath.ofproto #获取数据通路的协议#提取数据包的信息pkt = packet.Packet(msg.data)eth = pkt.get_protocol(ethernet.ethernet)#获取以太网协议信息if eth.ethertype == ether_types.ETH_TYPE_LLDP:# 忽略 lldp packetreturndst = eth.dst #获取源MAC地址src = eth.src #获取目的MAC地址dpid = datapath.id #即交换机的idself.mac_to_port.setdefault(dpid, {}) #设置mac_to_port的默认值self.logger.info("packet in %s %s %s %s", dpid, src, dst, msg.in_port) #日志信息# learn a mac address to avoid FLOOD next time.self.mac_to_port[dpid][src] = msg.in_port
#交换机连接的主机的端口信息，即输入端口#若通往目的主机的端口号找得到，设置为输出端口号，即单播if dst in self.mac_to_port[dpid]: out_port = self.mac_to_port[dpid][dst]else:#找不到，设置输出端口为其他所有端口，即洪泛out_port = ofproto.OFPP_FLOOD  # 动作为从输出端口转发# actions = [datapath.ofproto_parser.OFPActionOutput(out_port)]actions = [] #动作为空# install a flow to avoid packet_in next time安装流表项if out_port != ofproto.OFPP_FLOOD: #不是洪泛的情况self.add_flow(datapath, msg.in_port, dst, src, actions)data = None #数据部分为空if msg.buffer_id == ofproto.OFP_NO_BUFFER:data = msg.data#下发流表项out = datapath.ofproto_parser.OFPPacketOut(datapath=datapath, buffer_id=msg.buffer_id, in_port=msg.in_port,actions=actions, data=data)datapath.send_msg(out)

（4）阻断h1和h2之间的通信：将程序第81行的“actions = [datapath.ofproto_parser.OFPActionOutput(out_port)]”修改为“actions = []”；注：可先将原第81行的代码注释，另起一行再重新写“actions = []”。
（5）使用ICMP会话测试h1和h2之间的联通性；

（6）分析h1和h2之间不能通信的原理。

程序中action设为空，则在s1中无法安装流表项。由于交换机s1没有流表项，所有ping操作不可达，故h1和h2之间不能通信。

总结

此次实验初步学习RYU控制器，了解流表项的字段的设置和作用，主机之间无法通信的几种情况。

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1、结合Mininet及RYU组建SDN网络

2、基于RYU及Mininet管理网络、开发简单网络管理程序

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1、结合Mininet及RYU组建SDN网络

2、基于RYU及Mininet管理网络、开发简单网络管理程序

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