2019 SDN上机第6次作业

1.作业要求：

• 实验拓扑

  1.实验拓扑见2019 SDN上机第2次作业；

  2.要求：使用Python脚本完成拓扑搭建，并连接ryu控制器；

• 使用Ryu的REST API下发流表实现和第2次实验同样的VLAN

  1.参考资料：REST API：可以在线学习中国大学MOOC 《软件定义网络》第六讲 北向接口

  Ryu控制器的API文档：ryu.app.ofctl_rest
  Ryu的拓扑展示
  助教博客：基于RYU restful api实现的VLAN网络虚拟化

  2.要求：完成自动化脚本编写，一键下发流表；

• 对比两种方法，写出你的实验体会

• 作业博客链接：https://edu.cnblogs.com/campus/fzu/fzusdn2019/homework/10134

2.具体操作步骤与截图说明：

实验环境：VMware Workstation Pro14.1、ubuntu-16.04

（1）实验拓扑：

• 给定的实验拓扑图如下所示：
  

• 编写Python脚本x.py,完成拓扑搭建,实验代码如下所示：

from mininet.topo import Topo
class Topo2( Topo ):
    def __init__( self ):
        # Initialize topology
        Topo.__init__( self )

        # add switches  
        s1 = self.addSwitch('s1')
        s2 = self.addSwitch('s2')

    # add hosts  
        h1 = self.addHost('h1')
        h2 = self.addHost('h2')
        h3 = self.addHost('h3')
        h4 = self.addHost('h4')
        h5 = self.addHost('h5')
        h6 = self.addHost('h6')

        # add links
        self.addLink(h1,s1,1,1)
        self.addLink(h2,s1,1,2)
        self.addLink(h3,s1,1,3)
        self.addLink(s1,s2,4,4)
        self.addLink(h4,s2,1,1)
        self.addLink(h5,s2,1,2)
        self.addLink(h6,s2,1,3)

topos = { 'mytopo': ( lambda: Topo2() ) }

• 输入如下命令运行Python脚本x.py，其结果如下所示：

sudo mn --custom ./x.py --topo mytopo --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6653 --switch ovsk,protocols=OpenFlow13

• 使用net查看端口连接情况并测试主机之间的连通性：
  
  

• 进入ryu/ryu/app文件，打开终端运行如下命令，连接ryu控制器：

ryu-manager ofctl_rest.py

（2）使用Ryu的REST API下发流表实现和第2次实验同样的VLAN：

• 根据端口连接情况，编写脚本x.sh，脚本内容如下所示：

#交换机s1的脚本：
#交换机s1接收从1号端口发送来的数据包,从4号端口将其转发给s2
curl -X POST -d '{
    "dpid": 1,                      #dpid代表交换机的编号，“1”代表交换机s1
    "priority":1,
    "match":{
        "in_port":1
    },
    "actions":[
        {
            "type": "PUSH_VLAN",     # 给进入交换机的包打上vlan_tag
            "ethertype": 33024       # 帧类型0x8100(=33024): 表示IEEE 802.1Q的VLAN数据帧
        },
        {
            "type": "SET_FIELD",
            "field": "vlan_vid",     # 设置VLAN ID
            "value": 4096            # 设置vlan_id的值
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 4
        }
    ]
 }' http://127.0.0.1:8080/stats/flowentry/add
#交换机s1接收从2号端口发送来的数据包,从4号端口将其转发给s2
curl -X POST -d '{
    "dpid": 1,
    "priority":1,
    "match":{
        "in_port":2
    },
    "actions":[
        {
            "type": "PUSH_VLAN",     # 给进入交换机的包打上vlan_tag
            "ethertype": 33024       # 帧类型0x8100(=33024): 表示IEEE 802.1Q的VLAN数据帧
        },
        {
            "type": "SET_FIELD",
            "field": "vlan_vid",     # 设置VLAN ID
            "value": 4097            # 设置vlan_id的值
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 4
        }
    ]
 }' http://127.0.0.1:8080/stats/flowentry/add
#交换机s1接收从3号端口发送来的数据包,从4号端口将其转发给s2
curl -X POST -d '{
    "dpid": 1,
    "priority":1,
    "match":{
        "in_port":3
    },
    "actions":[
        {
            "type": "PUSH_VLAN",     # 给进入交换机的包打上vlan_tag
            "ethertype": 33024       # 帧类型0x8100(=33024): 表示IEEE 802.1Q的VLAN数据帧
        },
        {
            "type": "SET_FIELD",
            "field": "vlan_vid",     # 设置VLAN ID
            "value": 4098            # 设置vlan_id的值
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 4
        }
    ]
 }' http://127.0.0.1:8080/stats/flowentry/add

#交换机s1将收到的数据包根据其对应的vlan_tag从端口1转发
curl -X POST -d '{
    "dpid": 1,
    "priority":1,
    "match":{
        "dl_vlan": "0"
    },
    "actions":[
        {
            "type": "POP_VLAN",     # 给进入交换机的包去除 vlan_tag
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 1
        }
    ]
 }' http://localhost:8080/stats/flowentry/add
#交换机s1将收到的数据包根据其对应的vlan_tag从端口2转发
curl -X POST -d '{
    "dpid": 1,
    "priority":1,
    "match":{
        "dl_vlan": "1"
    },
    "actions":[
        {
            "type": "POP_VLAN",     # 给进入交换机的包去除 vlan_tag
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 2
        }
    ]
 }' http://localhost:8080/stats/flowentry/add
#交换机s1将收到的数据包根据其对应的vlan_tag从端口3转发
curl -X POST -d '{
    "dpid": 1,
    "priority":1,
    "match":{
        "dl_vlan": "2"
    },
    "actions":[
        {
            "type": "POP_VLAN",     # 给进入交换机的包去除 vlan_tag
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 3
        }
    ]
 }' http://localhost:8080/stats/flowentry/add


#交换机s2的脚本：
#交换机s2接收从1号端口发送来的数据包,从4号端口将其转发给s1
curl -X POST -d '{
    "dpid": 2,                       #dpid代表交换机的编号，“2”代表交换机s2
    "priority":1,
    "match":{
        "in_port":1
    },
    "actions":[
        {
            "type": "PUSH_VLAN",     # 给进入交换机的包打上vlan_tag
            "ethertype": 33024       # 帧类型0x8100(=33024): 表示IEEE 802.1Q的VLAN数据帧
        },
        {
            "type": "SET_FIELD",
            "field": "vlan_vid",     # 设置VLAN ID
            "value": 4096            # 设置vlan_id的值
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 4
        }
    ]
 }' http://127.0.0.1:8080/stats/flowentry/add
#交换机s2接收从2号端口发送来的数据包,从4号端口将其转发给s1
curl -X POST -d '{
    "dpid": 2,
    "priority":1,
    "match":{
        "in_port":2
    },
    "actions":[
        {
            "type": "PUSH_VLAN",     # 给进入交换机的包打上vlan_tag
            "ethertype": 33024       # 帧类型0x8100(=33024): 表示IEEE 802.1Q的VLAN数据帧
        },
        {
            "type": "SET_FIELD",
            "field": "vlan_vid",     # 设置VLAN ID
            "value": 4097            # 设置vlan_id的值
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 4
        }
    ]
 }' http://127.0.0.1:8080/stats/flowentry/add
#交换机s2接收从3号端口发送来的数据包,从4号端口将其转发给s1
curl -X POST -d '{
    "dpid": 2,
    "priority":1,
    "match":{
        "in_port":3
    },
    "actions":[
        {
            "type": "PUSH_VLAN",     # 给进入交换机的包打上vlan_tag
            "ethertype": 33024       # 帧类型0x8100(=33024): 表示IEEE 802.1Q的VLAN数据帧
        },
        {
            "type": "SET_FIELD",
            "field": "vlan_vid",     # 设置VLAN ID
            "value": 4098            # 设置vlan_id的值
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 4
        }
    ]
 }' http://127.0.0.1:8080/stats/flowentry/add

#交换机s2将收到的数据包根据其对应的vlan_tag从端口1转发
curl -X POST -d '{
    "dpid": 2,
    "priority":1,
    "match":{
        "dl_vlan": "0"
    },
    "actions":[
        {
            "type": "POP_VLAN",     # 给进入交换机的包去除 vlan_tag
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 1
        }
    ]
 }' http://localhost:8080/stats/flowentry/add
##交换机s2将收到的数据包根据其对应的vlan_tag从端口2转发
curl -X POST -d '{
    "dpid": 2,
    "priority":1,
    "match":{
        "dl_vlan": "1"
    },
    "actions":[
        {
            "type": "POP_VLAN",     # 给进入交换机的包去除 vlan_tag
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 2
        }
    ]
 }' http://localhost:8080/stats/flowentry/add
#交换机s2将收到的数据包根据其对应的vlan_tag从端口3转发
curl -X POST -d '{
    "dpid": 2,
    "priority":1,
    "match":{
        "dl_vlan": "2"
    },
    "actions":[
        {
            "type": "POP_VLAN",     # 给进入交换机的包去除 vlan_tag
        },
        {
            "type": "OUTPUT",
            "port": 3
        }
    ]
 }' http://localhost:8080/stats/flowentry/add

• 编写好脚本之后，打开终端用下列命令运行脚本文件x.sh：

sudo bash x.sh

• 在RYU控制器端可以查看到下发的流表已经被接收：
  

• 在下发完所有流表后，查看s1、s2的流表如下所示：
  

• 再次测试主机之间的连通性：
  

从主机之间连通性的测试结果中可以看出，我们得到了和第2次实验同样的VLAN。

在完成实验后，可以参考Ryu控制器的API文档：ryu.app.ofctl_rest，获取搭建的拓扑中所有的交换机信息、desc统计信息、流量统计信息：

（3）对比两种方法，写出你的实验体会：

​ 对比使用Ryu的REST API下发流表和直接在Open vSwitch下发流表这两种方法，我认为使用Ryu的REST API下发流表会更简单一些，也更容易理解和实现。Ryu的REST API使用的是json格式，流表的结构更为清晰直白，也比较容易修改，同时通过执行脚本下发流表也比在Open vSwitch下发流表的过程更加简便，而使用ovs命令直接在Open vSwitch上下发流表实现VLAN是需要每台交换机分别配置的，会比较麻烦一些。通过这次实验，我更进一步懂得了ryu控制器的使用方法，同时也掌握了通过Ryu的REST API下发流表的基本原理以及方法。