实验 4：Open vSwitch 实验——Mininet 中使用 OVS 命令

实验目的

Mininet 安装之后，会连带安装 Open vSwitch，可以直接通过 Python 脚本调用
Open vSwitch 命令，从而直接控制 Open vSwitch，通过实验了解调用控制的方法。

实验任务

在本实验中，使用 Mininet 基于 Python 的脚本，调用“ovs-vsctl”命令直接控制
Open vSwitch。使用默认的交换机泛洪规则，设置更高的优先级规则进行预先定
义 IP 报文的转发。在多个交换机中通过设置不同 TOS 值的数据包将通过不同的
方式到达目的地址，验证主机间的连通性及到达目的地址的时间。

实验步骤

实验环境

安装了 Ubuntu 18.04.5 Desktop amd64 的虚拟机

实验过程

SDNLAB 实验参考资料：https://www.sdnlab.com/15083.html

创建 ovsSingleBr.py 脚本并添加内容，代码参考 SDNLAB

脚本对应的拓扑如上图所示，执行 ovsSingleBr.py，在没有控制器的情况下，在Mininet 脚本中通过调用 ovs 命令直接向 switch0 交换机下发流表，将入端口号为1/2/3 的数据包泛洪广播，并对目的地址为 192.168.123.1/2/3 的数据包分别从1/2/3 端口转发出去。之后测试 h0 ping h1，h0 ping h2，网络连通。

创建 ovsMultiBr.py 脚本并添加内容，代码参考 SDNLAB

脚本对应的拓扑如上图所示，执行 ovsMultiBr.py，在没有控制器的情况下，在Mininet 脚本中通过调用 ovs 命令给多个交换机下发流表，通过 h0 ping h1 操作测试验证主机间的连通性，并通过-Q 参数设置不通的 tos 值查看主机间的连通性。通过验证发现，tos 值设置越大，时间使用越少。

实验要求

学习 ovsSingleBr.py 和 ovsMultiBr.py，在下图拓扑中实现一个 VLAN。

上述代码将 h0 和 h2 划分在 VLAN 0 中，h1 和 h3 划分在 VLAN 1 中，由于拓扑没有控制器，并且初始化时删除了交换机中的所有流表，因此除非下发流表，否则主机之间网络无法连通。请尝试修改代码，利用 ovs 命令直接下发 VLAN 设置的流表项，最终测试 h0 和 h2 互通，h1 和 h3 互通，其余主机均不通，结果如下图。OVS 实现 VLAN 可参考博客：https://www.cnblogs.com/fjlinww/p/11791846.html

网络的拓扑

from mininet.net import Mininet
from mininet.node import Node
from mininet.link import TCLink
from mininet.log import setLogLevel, info


def myNet():
    "Create network from scratch using Open vSwitch."

    info("*** Creating nodes
")
    switch0 = Node('s0', inNamespace=False)
    switch1 = Node('s1', inNamespace=False)
    h0 = Node('h0')
    h1 = Node('h1')
    h2 = Node('h2')
    h3 = Node('h3')

    info("*** Creating links
")
    linkopts0 = dict(bw=100, delay='1ms', loss=0)
    linkopts1 = dict(bw=200, delay='10ms', loss=0)
    # linkopts2 = dict(bw=10, delay='50ms', loss=0)
    # linkopts3 = dict(bw=100, delay='1ms', loss=0)
    TCLink(h0, switch0, **linkopts0)
    TCLink(h1, switch0, **linkopts0)
    TCLink(h2, switch1, **linkopts0)
    TCLink(h3, switch1, **linkopts0)
    TCLink(switch0, switch1, **linkopts1)

    info("*** Configuring hosts
")
    h0.setIP('192.168.123.1/24')
    h1.setIP('192.168.123.2/24')
    h2.setIP('192.168.123.3/24')
    h3.setIP('192.168.123.4/24')

创建网桥及其端口

info("*** Starting network using Open vSwitch
")
    switch0.cmd('ovs-vsctl del-br dp0')
    switch0.cmd('ovs-vsctl add-br dp0')
    switch1.cmd('ovs-vsctl del-br dp1')
    switch1.cmd('ovs-vsctl add-br dp1')

    for intf in switch0.intfs.values():
        print(intf)
        print(switch0.cmd('ovs-vsctl add-port dp0 %s' % intf))

    for intf in switch1.intfs.values():
        print(intf)
        print(switch1.cmd('ovs-vsctl add-port dp1 %s' % intf))

配置流表

print(switch0.cmd(r'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096->vlan_vid,output:3')) #从端口1进，为数据包添加新的vlan tag，将4096写入字段vlan_vid，转发3端口
    print(switch0.cmd(r'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097->vlan_vid,output:3'))
    print(switch0.cmd(r'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1'))
    print(switch0.cmd(r'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2'))

    print(switch1.cmd(r'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096->vlan_vid,output:3'))
    print(switch1.cmd(r'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097->vlan_vid,output:3'))
    print(switch1.cmd(r'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1'))
    print(switch1.cmd(r'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2'))

ping连接测试

info("*** Running test
")
    h0.cmdPrint('ping -Q 0x10 -c 3 ' + h1.IP())
    h0.cmdPrint('ping -Q 0x20 -c 3 ' + h2.IP())
    h0.cmdPrint('ping -Q 0x30 -c 3 ' + h3.IP())
    h1.cmdPrint('ping -Q 0x10 -c 3 ' + h2.IP())
    h1.cmdPrint('ping -Q 0x20 -c 3 ' + h3.IP())
    h2.cmdPrint('ping -Q 0x30 -c 3 ' + h3.IP())

删除网桥

info("*** Stopping network
")
    switch0.cmd('ovs-vsctl del-br dp0')
    switch0.deleteIntfs()
    switch1.cmd('ovs-vsctl del-br dp1')
    switch1.deleteIntfs()
    info('
')

输出结果截图