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  • 实验5:OpenFlow协议分析和OpenDaylight安装

    实验5:OpenFlow协议分析和OpenDaylight安装

    一、实验目的

    回顾JDK安装配置,了解OpenDaylight控制的安装,以及Mininet如何连接;通过抓包获取OpenFlow协议,验证OpenFlow协议和版本,了解协议内容。

    二、实验任务

    Mininet生成拓扑连接OpenDaylight,在Mininet上通过ping抓包验证OpenFlow1.3协议

    三、实验步骤

    1.实验环境

    安装了Ubuntu 18.04.5 Desktop amd64的虚拟机

    2.实验过程

    (1)安装OpenDaylight控制器(提供两个版本)

    由于OpenDaylight是基于Java运行的,因此需要先安装jdk 8环境(版本不宜过高)。

    $ sudo mkdir /usr/local/java
    $ sudo tar -zxvf jdk-8u211-linux-x64.tar.gz //需将 jdk 压缩包提前放在相应目录下
    $ gedit ~/.bashrc
    

    在文件末尾追加内容如下:(注意,不要加上开头的$和它后一个空格)

    $ export JAVA_HOME=/usr/local/java/jdk1.8.0_211
    $ export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre
    $ export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib
    $ export PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH
    

    保存退出,然后运行命令:

    $ source ~/.bashrc
    $ java -version //验证安装版本
    

    解压安装

    $ tar -zxvf distribution-karaf-0.6.4-Carbon.tar.gz //Carbon 版本
    $ tar -zxvf distribution-karaf-0.4.4-Beryllium-SR4.tar.gz //Beryllium 版本
    

    运行 karaf(不能用超级权限)

    $ ./distribution-karaf-0.6.4-Carbon/bin/karaf //Carbon 版本
    $ ./distribution-karaf-0.4.4-Beryllium-SR4/bin/karaf  //Beryllium 版本
    

    第一次启动需安装插件,这里两个版本开始有所区别
    Carbon 版本

    $ feature:install odl-restconf odl-l2switch-switch-ui odl-openflowplugin-flow-servicesui odl-mdsal-apidocs odl-dluxapps-applications
    

    Beryllium 版本

    $ feature:install odl-restconf odl-l2switch-switch-ui odl-openflowplugin-all odl-mdsalapidocs odl-dlux-core odl-dlux-node odl-dlux-yangui
    

    至此 ODL 控制器启动完毕(本例中使用的是碳版本)

    (2)启动Mininet虚拟机,生成一个最简拓扑并连接OpenDaylight

    连接前应确认Mininet和OpenDaylight的网络互通,如果是安装在同一台虚拟机上,那么可以忽略。
    运行命令生成拓扑并连接控制器:

    $ sudo mn --switch ovs,protocols=OpenFlow13 --controller=remote,ip=[此处填入控制器所在虚拟机的 IP],port=6633
    

    本例中,我的虚拟机IP地址为127.0.0.1。若不清楚自己虚拟机的IP地址,可以通过在终端里输入ifconfig命令来查看,通过ping命令来测试连通性。

    (3)Wireshark抓包分析OpenFlow1.3

    sudo wireshark命令开启wireshark,选择any,抓取所有数据包。
    为了能够抓到控制器和交换机最初的交互,应在Mininet拓扑创建前开启抓包。
    查看抓包结果,利用openflow_v4过滤出OpenFlow1.3协议,可以看到OpenFlow协议下,交换机和控制器的交互过程。
    ● HELLO——控制器与交换机互相发送Hello消息,告诉对方自己能够支持的OpenFlow版本,向下兼容双方都能够兼容的版本,建立后续的通信。
    ● FEATURES_REQUEST——控制器向交换机要求特征信息。
    ● FEATURES_REPLY——交换机会送特征信息。
    ● SET CONFIG——控制器向交换机下发两个配置,一个是 flags,指示如何处理IP分片;另一个是Miss send length,指示交换机遇到无法处理的数据包时,向控制器发送消息的最大字节数。
    ● PACKET IN——交换机查找流表,发现没有匹配条目时,或有匹配条目但是对
    应的action是OUTPUT=CONTROLLER时,向控制器发送消息PACKET
    IN消息,前者数据包会被放到交换机缓存中等待处理,后者不会。
    ● PACKET OUT和FLOW MOD——控制器接收到交换机PACKET IN消息后的响应方式有两种,FLOW MOD下发流表,告知交换机匹配项(MATCH)和对应的
    动作(ACTION),去处理这一类数据包;PACKET OUT不下发流表,直接告知
    交换机如何处理这一个数据包。


    下面的 PACKET OUT 有两个动作,对控制器来的消息转发到 1 和 2 端口

    下面的 FLOW MOD 下发了两条流表,Cookie 不一样

    用OVS命令查看交换机中确实存在相应版本的流表,cookie、priority等信息可以上面的抓包能够对应上。

    如果wireshark未安装,那么执行下面的命令安装。

    $ sudo apt-get install wireshark
    

    四、总结

    这次实验较为麻烦,主要还是因为对下载安装包以及如何安装不了解,实验中的要在终端中输入的命令也大多较长,导致一不小心就容易输错,还不好发现= =
    通过本次实验,可以进一步了解在SDN架构下,基于OpenFlow协议的控制器与交换机之间是如何交流的,在交换机进行转发的过程中,控制器会指示交换机如何处理“新的”数据包。

    提示:下载链接
    (1)jdk 8(需要 Oracle 账号)
    https://www.oracle.com/java/technologies/javase-downloads.html

    (2)OpenDaylight(建议下载 Carbon,碳版本)
    https://nexus.opendaylight.org/content/repositories/public/org/opendaylight/integration/distribution-karaf/

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