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

1. 下载虚拟机软件Oracle VisualBox 或 VMware；
2. 在虚拟机中安装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sudo mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10构建拓扑

2. 阅读Hub模块代码，使用 tcpdump 验证Hub模块；

• h1 ping h2 时

  h2与h3能够同时收到数据包

  

• h1 ping h3 时

  h2与h3也能够同时收到数据包

  

由于Hub模块采用洪范转发，所以在ping某个主机的过程中，非目的主机也可以接受到数据包

3.阅读L2_learning模块代码，画出程序流程图，使用 tcpdump 验证Switch模块。

• L2_learning模块程序流程图

  

• 使用 tcpdump 验证Switch模块

  h1 ping h2 时

  h2收到数据包，h3没有收到数据包

  

  h1 ping h3 时

  h3收到数据包，h2没有收到数据包

  

  由于Switch模块使得交换机进行了自学习，只有目的主机能够收到数据包

（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。

• 创建文件sendFlowInSingle3.py

  from pox.core import core
  import pox.openflow.libopenflow_01 as of
  from pox.openflow.of_json import *
  
  
  def sendFlowInSingle3(event):
   msg = of.ofp_flow_mod() # 向交换机下发流表
   msg.priority = 1
   msg.match.in_port = 1 # 数据包从端口1进入
   msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2)) # 数据包从端口2转发
   msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3)) # 数据包从端口3转发
   event.connection.send(msg)
  
   msg = of.ofp_flow_mod()
   msg.priority = 1
   msg.match.in_port = 2
   msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=1))
   msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=3))
   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=1))
   msg.actions.append(of.ofp_action_output(port=2))
   event.connection.send(msg)
  
  def launch():
   core.openflow.addListenerByName("ConnectionUp", sendFlowInSingle3)
  

• dpctl del-flows删除流表

  

• ./pox.py SendFlowInSingle3下发流表，pingall测试

四、个人总结

• 实验难度：较难

  这次实验主要涉及到POX控制器的使用方法，总体上难度较高，由于涉及到源码的阅读，在入手的时候较为困难

• 实验过程遇到的困难：

  1.问题：使用miniedit.py建立拓扑时无法满足需要，面板上的参数选择不足

  解决方案：可以通过 sudo mn --topo=single,3 --mac --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10建立拓扑，也可以通过将minedit中建立的拓扑导出为python文件再修改，不过后者比较麻烦，所以选用前者建立符合要求的拓扑比较好

  2.问题：

  

  写好的sendFlowInSingle3.py文件无法运行

  解决方案：sudo mv sendFlowInSingle3.py ../pox/将文件转移到pox目录下即可调用pox模块

• 个人感想：

  通过这次的实验，了解到了POX控制器的使用方法，阅读了一些POX中模块的源码，感觉还是有不少收获的，主要的困难在于理解函数的具体功能以及其中的一些实现细节，还有就是如何按自己的方式进行运用，总体上这次实验韩式很有挑战性的，也加深了我对于相关知识的理解。