本次作业将进行RYU控制器相关实践，了解RYU控制器开发方法。
实验内容
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，包括但不限于：
描述官方教程实现了一个什么样的交换机功能？
将接收到的数据包发送到所有端口的功能
控制器设定交换机支持什么版本的OpenFlow？
控制器设定交换机支持OpenFlow 1.0
控制器设定了交换机如何处理数据包？
分析代码：
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”装饰器用来告诉Ryu何时应调用装饰的函数。
@set_ev_cls(ofp_event.EventOFPPacketIn, MAIN_DISPATCHER)
#装饰器的第一个参数指示应调用此函数的事件类型，每次Ryu收到packet_in消息时，都会调用此函数。
#第二个参数指示开关的状态。如果想在Ryu与交换机之间的协商完成之前忽略packet_in消息，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。
# L2Switch类中添加了一个新方法'packet_in_handler'。当Ryu收到OpenFlow packet_in消息时，将调用此方法。
def packet_in_handler(self, ev):
msg = ev.msg #ev.msg是表示packet_in数据结构的对象。
dp = msg.datapath #msg.dp是代表数据路径（开关）的对象。
ofp = dp.ofproto #dp.ofproto和dp.ofproto_parser是代表Ryu和交换机协商的OpenFlow协议的对象
ofp_parser = dp.ofproto_parser
#OFPActionOutput类与packet_out消息一起使用，以指定要从中发送数据包的交换机端口。该应用程序使用OFPP_FLOOD标志来指示应在所有端口上发送数据包。
OFPPacketOut类用于构建packet_out消息。
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) #如果使用OpenFlow消息类对象调用Datapath类的send_msg方法，则Ryu会生成联机数据格式并将其发送到交换机。具体操作的解释
ev.msg：是表示packet_in数据结构的对象。每一个事件类ev中都有msg成员，是携带触发事件的数据包
msg.datapath：是代表数据路径（开关）的对象。已经格式化的msg其实就是一个packet_in报文，msg.datapath直接可以获得
packet_in报文的datapath结构。datapath用于描述一个交换网桥，也是和控制器通信的实体单元
dp.ofproto和dp.ofproto_parser：是代表Ryu和交换机协商的OpenFlow协议的对象。dp.ofproto成员包含OpenFlow协议的数据结构，如动作类型OFPP_FLOOD。datapath.ofp_parser则是一个按照OpenFlow解析的数据结构
actions：是一个列表，用于存放action list，可在其中添加动作
OFPActionOutput与packet_out：他们需要配合使用，以指定要从中发送数据包的交换机端口。该应用程序使用OFPP_FLOOD标志来指示应在所有端口上发送数据包
OFPPacketOut：用于构建packet_out消息
send_msg()：发送的是一个OpenFlow的数据结构，RYU将把这个数据发送到对应的datapath。通过datapath.id可获得dpid数据
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
补充完整的代码：
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
OFP_VERSIONS = [ofproto_v1_0.OFP_VERSION]
# add your code here
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
datapath.send_msg(mod)
# add your code here
@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
actions = [datapath.ofproto_parser.OFPActionOutput(out_port)]
# add your code here
# 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
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)
# add your code here
print ("PACKET_OUT...")3.在mininet创建一个最简拓扑，并连接RYU控制器
使用python脚本创建拓扑
from mininet.topo import Topo
class Topo5(Topo):
def __init__(self):
# initilaize topology
Topo.__init__(self)
# add hosts and switches
h1 = self.addHost('h1')
h2 = self.addHost('h2')
s1 = self.addSwitch('s1')
# add links
self.addLink(h1, s1, 1, 1)
self.addLink(h2, s1, 1, 2)
topos = {'mytopo': (lambda: Topo5())}4.验证自学习交换机的功能，提交分析过程和验证结果
运行
sudo mn --custom 5.py --topo mytopo --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10
连接ryu
ryu-manager selflearning.py
5.写下你的实验体会
这次实验对ryu有了一定的了解，Ryu是基于组件的软件定义的网络框架，支持OpenFlow1.0、1.2、1.3、1.4、1.5
能够根据提供的资料编写ryu代码
而且一定要记得python的缩进格式问题