SDN实验2：Open vSwitch虚拟交换机实践

Posted 2021-09-21 学生031902

实验目的

能够对Open vSwitch进行基本操作；
能够通过命令行终端使用OVS命令操作Open vSwitch交换机，管理流表；
能够通过Mininet的Python代码运行OVS命令，控制网络拓扑中的Open vSwitch交换机

实验要求

（一）基本要求

创建OVS交换机，并以ovs-switchxxx命名，其中xxx为本人在选课班级中的序号，例如ovs-switch001, ovs-switch088等。在创建的交换机上增加端口p0和p1，设置p0的端口号为100，p1的端口号为101，类型均为internal；为了避免网络接口上的地址和本机已有网络地址冲突，需要创建虚拟网络空间（参考命令netns）ns0和ns1，分别将p0和p1移入，并分别配置p0和p1端口的ip地址为190.168.0.100、192.168.0.101，子网掩码为255.255.255.0；最后测试p0和p1的连通性。

#创建ovs交换机，命名为ovs-switch039
sudo ovs-vsctl add-br ovs-switch039![](https://img2020.cnblogs.com/blog/1925078/202109/1925078-20210920224536610-160810170.png)


#创建端口p0和p1，设置编号为100和101，类型均为"internal"
sudo ovs-vsctl add-port ovs-switch016 p0
sudo ovs-vsctl set Interface p0 ofport_request=100 type=internal
sudo ovs-vsctl add-port ovs-switch016 p1
sudo ovs-vsctl set Interface p1 ofport_request=101 type=internal
#查询网口的相关信息
sudo ethtool -i p0
sudo ethtool -i p1
#配置虚拟网络空间，并把接口移入网络空间和配置ip地址
sudo ip netns add ns0
sudo ip link set p0 netns ns0
sudo ip netns exec ns0 ip addr add 192.168.0.100/24 dev p0
sudo ip netns exec ns0 ifconfig p0 promisc up
sudo ip netns add ns1
sudo ip link set p1 netns ns1
sudo ip netns exec ns1 ip addr add 192.168.0.101/24 dev p1
sudo ip netns exec ns1 ifconfig p1 promisc up
#测试p0和p1的连通性
sudo ip netns exec ns0 ping 192.168.0.101

用sudo ovs-vsctl show查看网络状态

测试结果：p0和p1之间可以ping通

使用Mininet搭建的SDN拓扑，如下图所示，要求支持OpenFlow 1.3协议，主机名、交换机名以及端口对应正确

放置拓扑并设置协议为openflow1.3

另存为python文件，并修改代码

运行python 031902344.py

通过命令行终端输入“ovs-ofctl”命令，直接在s1和s2上添加流表，划分出所要求的VLAN。
主机连通性要求：h1 – h3互通，h2 – h4互通，其余主机不通

在另一个终端下执行下列指令：

连通性测试：

查看下发流表：

使用sudo wireshark运行wireshark，使其抓取s1上的3端口，同时mininet进行h1 ping h3

观察到h1 ping h3的vlan标记为0，h2 ping h4的vlan标记为1，符合预期的结果

（二）进阶要求

阅读SDNLAB实验使用Mininet，编写Python代码，生成（一）中的SDN拓扑，并在代码中直接使用OVS命令，做到可以直接运行Python程序完成和（一）相同的VLAN划分。
编写mytopo.py代码并执行：

#!/usr/bin/env python

from mininet.net import Mininet
from mininet.node import Controller, RemoteController, OVSController
from mininet.node import CPULimitedHost, Host, Node
from mininet.node import OVSKernelSwitch, UserSwitch
from mininet.node import IVSSwitch
from mininet.cli import CLI
from mininet.log import setLogLevel, info
from mininet.link import TCLink, Intf
from subprocess import call

def myNetwork():

    net = Mininet( topo=None,
                   build=False,
                   ipBase=\'192.168.0.0/24\')

    info( \'*** Adding controller\\n\' )
    c0=net.addController(name=\'c0\',
                      controller=Controller,
                      protocol=\'tcp\',
                      port=6633)

    info( \'*** Add switches\\n\')
    s1 = net.addSwitch(\'s1\', cls=OVSKernelSwitch)
    s2 = net.addSwitch(\'s2\', cls=OVSKernelSwitch)

    info( \'*** Add hosts\\n\')
    h1 = net.addHost(\'h1\', cls=Host, ip=\'192.168.0.1/24\', defaultRoute=None)
    h2 = net.addHost(\'h2\', cls=Host, ip=\'192.168.0.2/24\', defaultRoute=None)
    h3 = net.addHost(\'h3\', cls=Host, ip=\'192.168.0.3/24\', defaultRoute=None)
    h4 = net.addHost(\'h4\', cls=Host, ip=\'192.168.0.4/24\', defaultRoute=None)

    info( \'*** Add links\\n\')
    net.addLink(h1, s1, 1, 1)
    net.addLink(s1, h2, 2, 1)
    net.addLink(s1, s2, 3, 3)
    net.addLink(s2, h3, 1, 1)
    net.addLink(s2, h4, 2, 1)

    info( \'*** Starting network\\n\')
    net.build()
    info( \'*** Starting controllers\\n\')
    for controller in net.controllers:
        controller.start()

    info( \'*** Starting switches\\n\')
    net.get(\'s1\').start([c0])
    net.get(\'s2\').start([c0])
    
    info( \'*** Post configure switches and hosts\\n\')

    s1.cmd(\'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\\>vlan_vid,output:3\')
    
    s1.cmd(\'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\\>vlan_vid,output:3\')
    
    s1.cmd(\'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1\')
    
    s1.cmd(\'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s1 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2\')
    
    s2.cmd(\'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\\>vlan_vid,output:3\')
    
    s2.cmd(\'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\\>vlan_vid,output:3\')
    
    s2.cmd(\'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1\')
    
    s2.cmd(\'sudo ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow s2 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2\')

    CLI(net)
    net.stop()

if __name__ == \'__main__\':
    setLogLevel( \'info\' )
    myNetwork()

进行连通性测试，实验结果与（一）中的要求一致

个人总结

实验遇到的问题与解决

1.创建OVS交换机时，一开始忘记以号数命名了，发现之后新建网桥与之前的网桥有冲突，端口被占用，无法顺利搭建新的ovs交换机。
解决办法：#ovs-vsctl del-br br0删除旧网桥
2.ping通的时候不知道要打中断，让它跳了几千行
解决办法：打^c

个人感想

通过本次实验，我学习了Open vSwitch虚拟交换机的一些相关知识与概念，用python代码对拓扑进行修改的能力进一步增强。实验本身不是特别困难，在一些小地方上出了一点小问题，主要锻炼的是我们查找资料、学习新的指令的能力。这次实验培养我们遇到问题主动解决问题的能力，加深了我对Vlan的实现方式的理解。我认为这正是实验与传统课本相比的魅力所在，真真切切的锻炼我们的能力，相信这对我们未来的学习生活将会有很大的帮助。