2019 SDN上机第5次作业

1.浏览RYU官网学习RYU控制器的安装和RYU开发入门教程：

描述官方教程实现了一个什么样的交换机功能？

官方的教程实现了一个将接收到的所有数据包发送到所有的端口的交换机功能。

2. 控制器设定交换机支持什么版本的OpenFlow？

支持OpenFlow v1.0

3. 控制器设定了交换机如何处理数据包？

当Ryu接收到消息中的OpenFlow数据包时调用下面的packet_in_handler方法。前面的set_ev_cls用来告诉Ryu什么时候调用packet_in_handler，它的第一个参数指示应该调用此函数的事件类型，第二个参数指示开关的状态（使用“MAIN_DISPATCHER”作为第二个参数表示仅在协商完成后才调用此函数）。
ev.msg是表示数据结构中的数据包的对象。
msg.dp是表示数据路径（开关）的对象。
dp.ofproto和dp.ofproto_parser 廑解析器是表示Ryu和switch协商的OpenFlow协议的对象。
OFPActionOutput类与数据包输出消息一起使用，以指定要从中发送数据包的交换机端口。此应用程序使用OFPP_FLOOD标志来指示应在所有端口上发送数据包。
OFPPacketOut类用于生成包输出消息。
如果使用OpenFlow消息类对象调用Datapath类的send_msg方法，Ryu将生成在线数据格式并将其发送到交换机。

from ryu.base import app_manager
from ryu.controller import ofp_event
from ryu.controller.handler import MAIN_DISPATCHER
from ryu.controller.handler import set_ev_cls
from ryu.ofproto import ofproto_v1_0

class L2Switch(app_manager.RyuApp):
    OFP_VERSIONS = [ofproto_v1_0.OFP_VERSION]

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(L2Switch, self).__init__(*args, **kwargs)

    @set_ev_cls(ofp_event.EventOFPPacketIn, MAIN_DISPATCHER)
    def packet_in_handler(self, ev):
        msg = ev.msg
        dp = msg.datapath
        ofp = dp.ofproto
        ofp_parser = dp.ofproto_parser

        actions = [ofp_parser.OFPActionOutput(ofp.OFPP_FLOOD)]
        out = ofp_parser.OFPPacketOut(
            datapath=dp, buffer_id=msg.buffer_id, in_port=msg.in_port,
            actions=actions)
        dp.send_msg(out)

2.根据官方教程和提供的示例代码（SimpleSwitch.py），将具有自学习功能的交换机代码（SelfLearning.py）补充完整

from ryu.base import app_manager
from ryu.controller import ofp_event
from ryu.controller.handler import MAIN_DISPATCHER
from ryu.controller.handler import set_ev_cls
from ryu.ofproto import ofproto_v1_0

from ryu.lib.mac import haddr_to_bin
from ryu.lib.packet import packet
from ryu.lib.packet import ethernet
from ryu.lib.packet import ether_types


class SimpleSwitch(app_manager.RyuApp):
    # TODO define OpenFlow 1.0 version for the switch
    # add your code here
        OFP_VERSIONS = [ofproto_v1_0.OFP_VERSION]

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(SimpleSwitch, self).__init__(*args, **kwargs)
        self.mac_to_port = {}
    
    
    def add_flow(self, datapath, in_port, dst, src, actions):
        ofproto = datapath.ofproto

        match = datapath.ofproto_parser.OFPMatch(
            in_port=in_port,
            dl_dst=haddr_to_bin(dst), dl_src=haddr_to_bin(src))

        mod = datapath.ofproto_parser.OFPFlowMod(
            datapath=datapath, match=match, cookie=0,
            command=ofproto.OFPFC_ADD, idle_timeout=0, hard_timeout=0,
            priority=ofproto.OFP_DEFAULT_PRIORITY,
            flags=ofproto.OFPFF_SEND_FLOW_REM, actions=actions)
        # TODO send modified message out
        # add your code here
                datapath.send_msg(mod)

    @set_ev_cls(ofp_event.EventOFPPacketIn, MAIN_DISPATCHER)
    def _packet_in_handler(self, ev):
        msg = ev.msg
        datapath = msg.datapath
        ofproto = datapath.ofproto

        pkt = packet.Packet(msg.data)
        eth = pkt.get_protocol(ethernet.ethernet)

        if eth.ethertype == ether_types.ETH_TYPE_LLDP:
            # ignore lldp packet
            return
        if eth.ethertype == ether_types.ETH_TYPE_IPV6:
            # ignore ipv6 packet
            return       
        
        dst = eth.dst
        src = eth.src
        dpid = datapath.id
        self.mac_to_port.setdefault(dpid, {})

        self.logger.info("packet in DPID:%s MAC_SRC:%s MAC_DST:%s IN_PORT:%s", dpid, src, dst, msg.in_port)

        # learn a mac address to avoid FLOOD next time.
        self.mac_to_port[dpid][src] = msg.in_port

        if dst in self.mac_to_port[dpid]:
            out_port = self.mac_to_port[dpid][dst]
        else:
            out_port = ofproto.OFPP_FLOOD

        # TODO define the action for output
        # add your code here
                actions = [datapath.ofproto_parser.OFPActionOutput(out_port)]

        # install a flow to avoid packet_in next time
        if out_port != ofproto.OFPP_FLOOD:
            self.logger.info("add flow s:DPID:%s Match:[ MAC_SRC:%s MAC_DST:%s IN_PORT:%s ], Action:[OUT_PUT:%s] ", dpid, src, dst, msg.in_port, out_port)
            self.add_flow(datapath, msg.in_port, dst, src, actions)

        data = None
        if msg.buffer_id == ofproto.OFP_NO_BUFFER:
            data = msg.data
        

        # TODO define the OpenFlow Packet Out
        # add your code here
                out = datapath.ofproto_parser.OFPPacketOut(
                datapath=datapath, 
                buffer_id=msg.buffer_id, 
                in_port=msg.in_port,
                actions=actions, data=data)
                datapath.send_msg(out)

    print ("PACKET_OUT...")

3.在mininet创建一个最简拓扑，并连接RYU控制器

拓扑图如下：

拓扑建立代码如下：

sudo mn --custom sdn4.py --topo ljcmytopo --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10

打开已经补全的selflearning.py
执行代码如下：

ryu-manager selflearning.py

4.验证自学习交换机的功能，提交分析过程和验证结果

输入h1 ping h2，测试主机之间的连通性:

wireshark抓包来看看

5.心得体会

这次最大的体会就是我的电脑坏掉了，拿去实验室维修，只能用同学的笔记本进行操作，同学的笔记本很多的配置和我的电脑完全不同，使用起来十分的难受。下载过程中出了很多的问题，还有一个很大的问题就是python的代码看了很久，也借鉴了同学的和网上的材料并对同学进行了疯狂式的提问，自己还需要努力，学海无涯。