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，提交你对于教程代码的理解

1.描述官方教程实现了一个什么样的交换机功能？

让交换机在各个端口发送它接收到的数据包

2. 控制器设定交换机支持什么版本的OpenFlow？

OpenFlow v1.0

3. 控制器设定了交换机如何处理数据包？

这里把官方给出的代码放上来（不然不知道在解释啥），备注中解释到处理函数定义为止的部分，部分需要单独列出的在下面用文字解释

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] #这里设置想要向交换机协商的OpenFlow版本号
   #这玩意设置完后，控制器会自动交换Hello包，协商版本号，接着协商完成之后，它再自动执行交换Features包，进行握手
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(L2Switch, self).__init__(*args, **kwargs)

    @set_ev_cls(ofp_event.EventOFPPacketIn, MAIN_DISPATCHER) #握手完成后，使用set_ev_cls函数处理Features响应包
    def packet_in_handler(self, ev): #这里调用处理函数，并解析返回包的字段
        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)

set_ev_cls：这其实是个修饰器，它功能就是告诉Ryu啥时候调用它要修饰的那个函数，它里面的俩实参啥意思我们看下面

ofp_event.EventOFPPacketIn：这个实参表示要调用的那个函数是用来处理什么事件的，换句话说，就是根据要处理的事件来决定调用什么函数

MAIN_DISPATCHER：这个实参则表示交换机的状态，它的意思是只有在协商完成之后，下面要用的那个处理函数才能被调用，我们现在看到的“MAIN_DISPATCHER”这玩意代表状态正常OK，即控制器收到回复，可以下发配置消息

ev.msg：这是packet_in数据结构的对象

msg.datapath ：这玩意是交换机的对象，datapath其实就是OVS中虚拟交换机的代称

ofp = dp.ofproto和ofp_parser = dp.ofproto_parser：这俩玩意也是对象，代表交换机和Ryu在协商中订立的OpenFlow协议

OFPActionOutput ：这是个类，当要发送packet_out信息时，用它来选择要往哪个交换机端口发送

OFPPacketOut ：这也是个类，用来建立OFPPacketOut信息

send_msg：这是个方法（应该是），一般在有OpenFlow信息类对象的情况下调用它，它的作用就是让Ryu建立在线数据格式结构并发送给交换机

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

二层交换机，编写过程中依赖了百度，我太菜了我应该在车底

#coding=utf-8
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
 
class L2Switch(app_manager.RyuApp):
 
    OFP_VERSIONS = [ofproto_v1_0.OFP_VERSION]  #定下使用的OpenFlow版本
 
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(L2Switch, self).__init__(*args, **kwargs)
        self.mac_to_port = {}
 
    def add_flow(self, datapath, in_port, dst, actions):
        ofproto = datapath.ofproto
 
        match = datapath.ofproto_parser.OFPMatch(
            in_port = in_port, dl_dst = haddr_to_bin(dst))
 
        mod = datapath.ofproto_parser.OFPFlowMod(
            datapath = datapath, match = match, cookie = 0,
            command = ofproto.OFPFC_ADD, idle_timeout = 10,hard_timeout = 30,
            priority = ofproto.OFP_DEFAULT_PRIORITY,
            flags =ofproto.OFPFF_SEND_FLOW_REM, actions = actions)
 
        datapath.send_msg(mod)
 
    @set_ev_cls(ofp_event.EventOFPPacketIn, MAIN_DISPATCHER) #展示交换机状态，通知何时调用函数
    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)
 
        dst = eth.dst
        src = eth.src
 
        dpid = datapath.id    #获取dpid
        self.mac_to_port.setdefault(dpid, {}) #设置交换机的mac地址表
 
        self.logger.info("packet in %s %s %s %s", dpid, src, dst , msg.in_port)  #显示dpid,映射host的mac地址与交换机那块对应的端口号
        
 
        self.mac_to_port[dpid][src] = msg.in_port  #判断目的mac地址是否存在于mac位址表中，若不存在，进行洪泛
 
 
        out_port = ofproto.OFPP_FLOOD #将输出端口指定为洪泛
 

        if dst in self.mac_to_port[dpid]:  #如果已经获取目的mac地址，查询输出用端口
            out_port = self.mac_to_port[dpid][dst]
 
        ofp_parser = datapath.ofproto_parser
 
        actions = [ofp_parser.OFPActionOutput(out_port)]
 
        if out_port != ofproto.OFPP_FLOOD:  #下发流表
            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) #显示datapath id，目标的MAC地址，源的MAC地址，进入端口，输出端口等信息
            self.add_flow(datapath, msg.in_port, dst, actions)
 
 
        packet_out = ofp_parser.OFPPacketOut(datapath = datapath, buffer_id = msg.buffer_id,in_port = msg.in_port, actions = actions)  #发送packet_out消息以处理数据包
        datapath.send_msg(packet_out)

    @set_ev_cls(ofp_event.EventOFPPortStatus, MAIN_DISPATCHER) #这里则是展示端口状态
    def _port_status_handler(self, ev):
        msg = ev.msg
        reason = msg.reason
        port_no = msg.desc.port_no
 
        ofproto = msg.datapath.ofproto
 
        if reason == ofproto.OFPPR_ADD:
            self.logger.info("port added %s", port_no)
        elif reason == ofproto.OFPPR_DELETE:
            self.logger.info("port deleted %s", port_no)
        elif reason == ofproto.OFPPR_MODIFY:
            self.logger.info("port modified %s", port_no)
        else:
            self.logger.info("Illeagal port state %s %s", port_no, reason)

3.在mininet创建一个最简拓扑，并连接RYU控制器

拓扑图如下：

Python代码如下：

from mininet.topo import Topo

class Mytopo(Topo):

    def __init__(self):

        Topo.__init__(self)

        sw=self.addSwitch('s1')

        count=1

        for i in range(2):

                host = self.addHost('h{}'.format(count))

                self.addLink(host,sw,1,count)

                count = count + 1

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

创建成功

进入ryu安装文件夹，创建selflearning.py文件，内容就是上面那部分，接着输入

ryu-manager selflearning.py

执行它以连接ryu控制器

4.验证自学习交换机的功能，提交分析过程和验证结果

咱们连接到了RYU这个外部控制器才能ping测试连通性，不然主机之间是不互通的，既然这里已经连接到了，那么输入h1 ping h2，测试主机之间的连通性

在连通期间另开终端，输入sudo ovs-ofctl dump-flows s1，下发流表

开启RYU控制器的终端会显示如下信息，可以看到目标的MAC地址，源的MAC地址，进入端口，输出端口等数据

5.写下你的实验体会

主要繁琐在安装RYU的过程，代码方面读懂教程问题就不大，学海无涯，而我太菜，需加倍努力