实验2：Open vSwitch虚拟交换机实践

一、实验目的

1. 能够对Open vSwitch进行基本操作；


2. 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；


3. 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

二、实验环境

Ubuntu 20.04 Desktop amd64

三、实验要求

（一）基本要求

1. ovs-vsctl基础操作实践：创建OVS交换机，以ovs-xxxxxxxxx命名，其中xxxxxxxxx为本人学号。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190.168.1.100、192.168.1.101，子网掩码为255.255.255.0；最后测试p0和p1的连通性。


2. 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。
   


3. 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。

4. 主机连通性要求：

• h1 – h3互通


• h2 – h4互通


• 其余主机不通

（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。

（三）实验报告

1. 请用Markdown排版；


2. 基础要求提交
   a) /home/用户名/学号/lab2/目录下执行ovs-vsctl show命令、以及p0和p1连通性测试的执行结果截图；

   

   

   
   b) /home/用户名/学号/lab2/目录下开启Mininet CLI并执行pingall命令的截图、上述目录下查看OVS流表的命令结果截图，wireshark抓包截图，其余文字请勿赘述，否则扣分；
   
   

   

   

   

   
   


3. 进阶要求为选做，有完成的同学请提交代码和执行结果截图，有完成比未完成的上机分数更高。

   

   

   
   


4. 个人总结，包括但不限于实验难度、实验过程遇到的困难及解决办法，个人感想，不少于200字。
   
   本次实验是sdn的第二次实验，在本次实验中我学会了通过命令行终端使用ovs命令操作交换机管理流表，本次实验拓扑比较复杂，过程中碰到问题较多需要耐心，在通过同学帮助和网上查找资料下得到了问题的解决，并从中学会了不单单是实验中出现的各种问题.本次实验学习了Open vSwitch虚拟交换机的相关知识与概念。通过ovs-ofctl等指令实现OVS交换机的创建等操作。加深了我对于Open vSwitch的了解。
   
   

   实验3：OpenFlow协议分析实践
   

   一、实验目的

   
   
   
   
   1. 能够运用 wireshark 对 OpenFlow 协议数据交互过程进行抓包；
   
   
   2. 能够借助包解析工具，分析与解释 OpenFlow协议的数据包交互过程与机制。
   
   
   
   

   二、实验环境

   Ubuntu 20.04 Desktop amd64

   
   

   三、实验要求

   
   

   （一）基本要求

   
   
   
   
   1. 搭建下图所示拓扑，完成相关 IP 配置，并实现主机与主机之间的 IP 通信。用抓包软件获取控制器与交换机之间的通信数据。
      
      
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   主机	IP地址
   h1	192.168.0.101/24
   h2	192.168.0.102/24
   h3	192.168.0.103/24
   h4	192.168.0.104/24

   
   
   
   
   2. 查看抓包结果，分析OpenFlow协议中交换机与控制器的消息交互过程，画出相关交互图或流程图。
   
   
   3. 回答问题：交换机与控制器建立通信时是使用TCP协议还是UDP协议？
   
   
   
   

   （二）进阶要求

   将抓包基础要求第2步的抓包结果对照OpenFlow源码，了解OpenFlow主要消息类型对应的数据结构定义。

   
   

   （三）实验报告

   
   
   
   
   1. 请用Markdown排版；
   
   
   2. 基础要求只需要提交导入到/home/用户名/学号/lab3/目录下的拓扑文件，wireshark抓包的结果截图和对应的文字说明；

      

      （1）hello
      
      控制器6633端口（我最高能支持OpenFlow 1.0） ---> 交换机53500端口

      
      
      
      
      • 
        
        交换机53500端口（我最高能支持OpenFlow 1.5） ---> 控制器6633端口
        
        
        
        于是双方建立连接，并使用OpenFlow 1.0
        
        （2）Features Request / Set Conig
        
        交换机53500端口（这是我的特征信息，请查收） ---> 控制器6633端口
        
        
        
        控制器6633端口 ---> 交换机53500端口
        
        
        
        （3）Port_Status
        
        当交换机端口发生变化时，告知控制器相应的端口状态。
        
        
        
        （4）Features Reply
        
        交换机53500端口（这是我的特征信息，请查收） ---> 控制器6633端口
        
        
        
        （5）Packet_in
        
        交换机37544端口（有数据包进来，请指示）--- 控制器6633端
        
        有两种情况：
        
        • 交换机查找流表，发现没有匹配条目时
        
        • 有匹配条目但是对应的action是OUTPUT=CONTROLLER时
        
        交换机53500端口（有数据包进来，请指示）--- 控制器6633端口
        
        
        
        （6）Flow_mod
        
        分析抓取的flow_mod数据包，控制器通过6633端口向交换机53500端口、交换机53500端口下发流表项，指导数据的转发处理
        
        
        
        
        
        （7）Packet_out
        
        控制器6633端口（请按照我给你的action进行处理） ---> 交换机53500端口
        
        
        
        (8)回答问题：交换机与控制器建立通信时是使用TCP协议还是UDP协议？
        
        交换机与控制器建立通信时是使用TCP协议
        
        使用TCP协议
      
      
      
      
   
   
   3. 进阶要求为选做，有完成的同学请提交相关截图对应的OpenFlow代码，加以注释说明，有完成比未完成的上机分数更高。
   
   
   4. 个人总结，包括但不限于实验难度、实验过程遇到的困难及解决办法，个人感想，不少于200字。
      
      本次实验使我能够运用 wireshark 对 OpenFlow 协议数据交互过程进行抓包；能够借助包解析工具，分析与解释 OpenFlow协议的数据包交互过程与机制。在实验过程中，要注意的是需要先开启抓包后再进行创建拓扑，避免出现遗漏。需要提前sudo mn -c ,再进去就能找到了现在已经已经熟练掌握运用 wireshark 对 OpenFlow 协议数据交互过程进行抓包，通过本次实验发现自己的理论知识还有很大的缺陷，接下来不仅要提升上机操作能力，理论知识也要跟上。