基于Ubuntu18.04的OVS与Mininet仿真工具安装及网络测量应用案例
目录
一、Ubuntu18.04 安装
1.1镜像下载地址
1.2在VMware Workstation中安装镜像
1.3在Ubuntu18.04apt修改为国内的阿里云镜像源
1.4Ubuntu18.04的NAT8静态网络配置及连接互联网
二、OVS安装使用及应用案例
2.1OVS的构建与安装（可直接安装Mininet包括OVS）
2.2OVS使用说明
2.3应用案例
2.3.1实例介绍
2.3.2实例开发
三、Mininet安装使用及简单案例
3.1软件安装
3.2使用说明
3.3应用案例
3.3.1案例准备
3.3.2案例说明
3.3.3案例具体实现
3.4测试结果
一、Ubuntu18.04 安装
1.1镜像下载地址
http://mirrors.163.com/ubuntu-releases/18.04/
1.2在VMware Workstation中安装镜像
1）打开VMware，点击"文件"--->"新建虚拟机"--->选择"典型"
2）选择"稍后安装操作系统"--->选择"Linux"，版本选择"Ubuntu 64位"--->选择用于存放虚拟机的"位置"--->指定"磁盘大小"，然后选择"将虚拟磁盘存储为单个文件"--->在"已准备好创建虚拟机"窗口中，选择"完成"
3）选择"虚拟机"--->"设置"，根据自己的硬件条件，适当分配一些硬件资源。必须设置的一项为"CD/DVD(STAT)"，在右侧"连接"板块内选择"使用ISO镜像文件"，并指定前面下载的Ubuntu镜像文件存放目录。分配好虚拟机的硬件资源后点击"确定"。
4）运行虚拟机，加载一段时间后弹出"安装"界面。语言栏倒数第三个是中文。点击"安装 Ubuntu"。 然后在键盘布局界面选择"继续"
5）选择"正常安装"，点击"继续"
6）点击"现在安装"，然后在出现的"将改动写入此盘吗"，选择"继续"
7）你在什么地方，选择"Shanghai"--->"继续"
8）根据自身需求填写信息，点击"继续"，等待一会完成安装。
以下为可选配置
1.3在Ubuntu18.04apt修改为国内的阿里云镜像源
1）查看当前系统的版本信息
命令：lsb_release -a
2）切换为root用户
命令：su root
注：首次进入若输入密码老是验证失败则输入命令： sudo passwd root 然后输入密码，并确认密码，最后再次切换root用户输入刚才设置的密码即可。
3）备份系统默认的源（安全起见可不备份）
命令：cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.backups
4）配置阿里云镜像源
命令：vim /etc/apt/sources.list
镜像资源网站：https://developer.aliyun.com/mirror/ubuntu?spm=a2c6h.13651102.0.0.2c741b118CQEPe
注：将系统默认的镜像源注释掉，然后添加阿里云镜像源
5）更新镜像源
命令：sudo apt-get update
1.4Ubuntu18.04的NAT8静态网络配置及连接互联网
1）网络配置命令
sudo vim /etc/netplan/01-network-manager-all.yaml 注：01-network-manager-all.yaml 每个ubuntu主机名字不同
2）修改内容
ens33:
分别是ip地址，网关地址，是否动态解析地址，域名解析（DNS）地址。
3）网络重启
命令：sudo netplan apply
4）重启系统
命令：reboot
二、OVS安装使用及应用案例
此节可先不看应用案例，直接看第三节Mininet。
2.1OVS的构建与安装（可直接安装Mininet包括OVS）
1）下载指定版本压缩包
下载地址：http://www.openvswitch.org/download/
2）将下载的.tar.gz压缩包通过软件上传到ubuntu中（此处我用的是SecureCRT）
上传命令： rz -E
3）解压压缩包
命令：sudo tar -zxvf openvswitch-2.12.1.tar.gz
注：openvswitch-2.12.1.tar.gz是我下载的版本，且一定要在对应文件目录下解压，否则要指定压缩包的目录
4）将解压完的文件放到一个对应的目录下
命令：mv openvswitch-2.12.1 /opt/modules/
注：/opt/modules/ 是我存放的目录
5）进入openvswitch-2.12.1目录，配置。
首先如果代码是从OVS GIT树上下载的，则在代码的第一层目录执行boot.sh脚本。
命令：./boot.sh
在代码包的第一层目录，通过运行configure脚本来配置代码包的编译环境。通常可以直接调用不带任何参数命令进行默认配置。
命令： sudo ./configure
默认所有的文件都会安装在/usr/local目录下，如果想安装在指定目录下，可以添加如下参数（以安装在/usr/和/var/ 目录为例）。
命令：sudo ./configure --prefix=/usr --localstatedir=/var
默认情况下，静态库被构建和链接，如果想使用共享库的话，操作如下。
命令：sudo ./configure --enable-shared
若需要使用特定的C编译器来编译OVS用户程序，可以在configure命令行上指定编译器及版本。
命令：sudo ./configure CC=gcc-4.2
也可以在configure命令行指定clang编译。
命令：sudo ./configure CC=clang
可以将安装的软件创建指定目录存放，操作如下。
命令：sudo mkdir _gcc && (cd _gcc && ../configure CC=gcc)
或者使用如下命令。
命令： sudo mkdir _clang && (cd _clang && ../configure CC=clang)
若需要构建Linux内核模块，操作如下。
命令：sudo ./configure --with-linux=/lib/modules/'uname -r'/build
6）构建OVS，在代码包的第一层目录下运行make。
命令：sudo make
7）切换到root用户，运行“make install”安装OVS到系统中，默认安装在/usr/local目录
命令：
su root
make install
8）安装OVS，加载Open vSwitch模块
命令：
make modules_install
/sbin/modprobe openvswitch
9）OVS安装成功之后，可使用ovsdb-tool来初始化配置数据库
ovsdb-tool create /usr/local/etc/openvswitch/conf.db vswitchd/vswitch.ovsschema
2.2OVS使用说明
OVS安装完成后，相关设备还不能被称作一台交换机，在它发挥交换机功能之前，还需要手动创建ovsdb并对其进行初始化。另外，仅创建了ovsdb的OVS还是一台没有生命的交换机，还需要开启OVS的主进程vswitchd,才能完成OVS启动。完成上述步骤后。安装OVS的设备才可以成为一台名副其实的交换机。
OVS的启动和停止可参考如下步骤。
1）在启动ovs-vswitchd之前，需要用下面的命令设置环境变量。
#export PATH=$PATH:/usr/local/share/openvswitch/scripts/
2）启动OVS 。
命令：
ovs-ctl start
3）若用户需要停止OVS，可使用如下命令。
命令：
ovs-ctl stop
详细文档使用可参考网站：https://docs.openvswitch.org/en/stable/intro
OVS常用的命令主要是ovs-vsctl和ovs-ofctl这两个工具。
（1）ovs-vsctl
该工具是一个查询和配置OVS数据库的实用工具，用于查询或者变更vswitchd的配置信息，通过它可以直接更新ovsdb。
（2）ovs-ofctl
该工具是OpenFlow交换机的命令行管理工具，用于管理OVS作为OpenFlow交换机时的各种参数，用户可以通过ovs-ofctl查询或修改OpenFlow交换机的状态、配置和流表项等信息。
2.3应用案例
2.3.1实例介绍
从OpenFlow协议的角度讲，控制平面的建设分为带内（In-Band）和带外（Out-of-Band）两种模式，在组建大型网络时，为例保证控制平面的稳定性，一般采用Out-of-Band模式，通常的做法是物理分离的专用网络。然而，在实际SDN部署过程中，某些交换机之间可能只有一条物理链路，在这种情况下，需要对Out-of-Band模式进行一些调整，使部分物理链路可以同时承载两条逻辑链路（数据平面、控制平面），并且相互隔离。
此案例介绍如何基于OVS部署一个共享物理链路、Out-of-Band组网的SDN，具体拓扑如下图所示，图中OVS01与OVS02之前只有一条物理链路，OVS01的控制平面端口需要通过该链路连接至控制器，主机A也需要通过该链路与主机B进行数据平面通信，因此需要OVS对流量进行VLAN（虚拟局域网）划分和QoS保障，以保证数据平面不影响控制平面。
2.3.2实例开发
与传统的网络转发设备一样，OVS需要在进行配置后才能实现相应的功能。下面列举了对上述OVS01的配置，其他的OVS配置类似。
待配置的OVS安装在一台有8个以太网口的服务器上，需要将其中的eth0、eth1分配给控制平面使用，eth2~eth6分配给数据平面使用，eth7为数据平面与控制平面共享的物理链路接口。OVS通过TCP端口连接到IP地址为192.168.87.200的控制器。在完成以上基本配置后，还需基于端口设置队列和QoS，保障数据平面与控制平面的最低带宽。
如下图所示，OVS01内部划分为3个网桥，其中br0为数据平面网桥，br1为控制平面网桥，br2为普通网桥。Patch为OVS内部虚拟接口，br0与br2、br1通过Patch接口建立内部连接。
在br2内通过使用VLAN实现控制平面和数据平面的数据分流和隔离的具体方法是：给Patch21端口的数据流打上VLAN标签，将控制平面数据流隔离在VLAN999内，而Patch20端口的数据流不打VLAN标签，这样通过区分数据流是否带有VLAN标签来区分处理两个平面的数据流量，实现数据平面与控制平面的隔离。按照这种方法配置OVS后，控制平面流量经br1通过Patch接口进入br2并打上VLAN999的标签通过eth7送到相邻OVS。 br2接收到数据分组如果是带VLAN ID=999的数据分组就从Patch21转发出去，如果是无VLAN标签的数据分组就从Patch20转发出去。 最终，当同样配置的两台OVS级联时，两台OVS中的控制平面数据分组不会进入数据平面中，而数据平面的数据分组也不会进入控制平面，而两台OVS间的物理链路实现了控制平面与数据平面的复用。
当OVS中控制平面与数据平面流量复用同一物理链路时，存在如何对两种数据流量进行带宽分配管理的问题。这里通过在OVS上配置QoS策略来对复用链路上的两类数据流量进行带宽分配管理。可采用的方法是：基于端口eth7创建QoS和队列（Queue），并设置各队列的优先级和最低保障带宽，为数据平面和控制平面提供最低保证带宽的QoS。
1）删除OVS配置，当用户需要删除OVS上的网桥、QoS、队列时，可以参考下面命令。
ovs-vsctl del-br0 #删除网桥
ovs-vsctl del-br1
ovs-vsctl del-br2
ovs-vsctl -- --all destroy qos #删除QoS
ovs-vsctl -- --all destroy queue #删除队列
注：若想要删除网桥上的端口，可使用命令ovs-vsctl del-port [br name] [port name]
2）创建网桥，并且设置网桥的DPID。可参考如下命令。
ovs-vsctl add-br br0 -- set bridge br0 other_config:Datapath-id=0000000000000001 #新建网桥br0，并为br0配置一个DPID
ovs-vsctl add-br br1 #新建网桥br1
ovs-vsctl add-br br2 #新建网桥br2
3）配置网桥，包括在网桥上添加物理端口、在网桥上设置控制器、设置网桥的IP地址、设置网桥支持的OpenFlow协议版本。可参考如下命令。
ovs-vsctl add-port br0 eth2 #为网桥br0添加物理以太网口eth2
ovs-vsctl add-port br0 eth3 #为网桥br0添加物理以太网口eth3
ovs-vsctl add-port br0 eth4 #为网桥br0添加物理以太网口eth4
ovs-vsctl add-port br0 eth5 #为网桥br0添加物理以太网口eth5
ovs-vsctl add-port br0 eth6 #为网桥br0添加物理以太网口eth6
ovs-vsctl set-controller br0 tcp:192.168.87.200:6633 #连接控制器，网桥br0与IP为192.168.87.200的控制器通过TCP的6633端口建立连接
ovs-vsctl set bridge br0 fail_mode=secure #指定br0以secure模式连接控制器
ovs-vsctl set bridge br0 protocols=OpenFlow10,OpenFlow12,OpenFlow13 #设置支持OpenFlow版本号
ovs-vsctl add-port br1 eth0 #为网桥br1添加物理以太网口eth0
ovs-vsctl add-port br1 eth1 #为网桥br1添加物理以太网口eth1
sudo ifconfig br1 192.168.87.1 #设定网桥IP地址
ovs-vsctl add-port br2 eth7 #为网桥br2添加物理以太网口eth7
4）连接网桥，OVS支持多个网桥之间的内部连接，连接时需要创建虚拟端口Patch。一下命令实现第（2）节图的配置，其他网桥的连接可参考此命令。
sudo ovs-vsctl add-port br0 patch02 -- set interface patch02 type=patch options:peer=patch20 #为网桥br0添加patch类型的Interface：patch02，并设置对端patch interface：patch20
sudo ovs-vsctl add-port br1 patch12 -- set interface patch12 type=patch options:peer=patch21 #为网桥br1添加patch类型的Interface：patch12，并设置对端patch interface：patch21
sudo ovs-vsctl add-port br2 patch21 -- set interface patch21 type=patch options:peer=patch12 #为网桥br2添加patch类型的Interface：patch21，并设置对端patch interface：patch12
sudo ovs-vsctl add-port br2 patch20 -- set interface patch20 type=patch options:peer=patch02 #为网桥br0添加patch类型的Interface：patch02，并设置对端patch interface：patch20
5）设置基于端口的QoS，OVS支持基于端口设置QoS，下面命令是eth7处添加linux-htb（类似令牌桶算法）类型的QoS和队列，并设置最大速率和优先级。
ovs-vsctl set port eth7 qos=@newqos -- --id=@newqos create qos type=linux-htb queues=100=@q0,101=@q1 other_config:max-rate='ovs-vsctl get interface eth7 link-speed' -- --id=@q0 create queue other_config:priority=100 other_config:min-rate=10000000 -- --id=@q1 create queue other_config:priority=10 other_config:min-rate=10000000
6）设置流表，下面命令主要实现在网桥上删除和添加流表命令，并设置流表的优先级和队列号，其他类似的操作可参考此命令。
ovs-ofctl del-flows br2 #删除网桥br2下的流表
ovs-ofctl add-flow br2 in_port='ovs-vsctl get interface patch20 ofport',priority=60000,actions=enqueue:'ovs-vsctl get interface eth7 ofport':100 #给网桥br2添加流表：“流表优先级为60000，针对从端口patch20进入的数据分组，执行动作---入队，端口号eth7，队列号100”
ovs-ofctl add-flow br2 in_port='ovs-vsctl get interface patch21 ofport',priority=61000,actions=mod_vlan_vid:999,enqueue:'ovs-vsctl get interface eth7 ofport':101 #给网桥br2添加流表：“流表优先级为61000，针对从端口patch21进入的数据分组，执行动作---改变数据分组的VLAN id=999,然后入队，端口号分别eth7，队列号101”
ovs-ofctl add-flow br2 in_port='ovs-vsctl get interface eth7 ofport',priority=60000,actions=output:'ovs-vsctl get interface patch20 ofport' #给网桥br2添加流表：“流表优先级为60000，针对从端口eth7进入的数据分组，执行动作---经由patch20端口转发出去”
ovs-ofctl add-flow br2 in_port='ovs-vsctl get interface eth7 ofport',dl_vlan=999,priority=61000,actions=strip_vlan,output:'ovs-vsctl get interface patch21 ofport' #给网桥br2添加流表：“流表优先级为61000，针对从端口eth7进入VLAN id=999的数据分组，执行动作---去掉数据分组的VLAN标签，然后经由patch21端口转发出去”
7）启动以太网端口
ifconfig eth0 up #开启以太网网口eth0
ifconfig eth1 up #开启以太网网口eth1
ifconfig eth2 up #开启以太网网口eth2
.
.
.
ifconfig eth7 up #开启以太网网口eth7
注：若虚拟机中没有以太网口需要添加
命令：
sudo ip tuntap add dev eth6 mode tun #创建tun模式虚拟网卡,名为：eth6
sudo ip addr add 192.168.87.160/24 dev eth6 #指定虚拟网卡地址
想了解具体内容（tun/tap）可查看：https://www.junmajinlong.com/virtual/network/all_about_tun_tap/
如前面所述，实现数据控制平面的隔离需要根据数据分组的VLAN标签对其进行分类，并以此为基础提供有差别的QoS保障。采用的方法是在转发端口设置两个不同优先级的队列，并为每一个队列设置最小保证带宽，针对来自不同端口的数据分组各自进行排队，保障不同数据流的带宽。这样，通过设置不同的队列优先级，保证只有在处理完优先级较高的队列后才会处理优先级较低的队列。同时，基于流表实现了对不同类型数据流差别化的流表匹配策略，优先级高的流规则先于优先级较低的流规则进行匹配，匹配后的动作也先于优先级低的流规则执行。
三、Mininet安装使用及简单案例
3.1软件安装
1）本地安装Mininet源代码
首先获取Mininet源代码：
git clone git://github.com/mininet/mininet
注：如没有git,安装命令：sudo apt-get install git
获取Mininet源代码后即可安装Mininet，安装Mininet的命令是:
mininet/util/install.sh [options]options 包括:
①-a ：此命令将安装Mininet VM中的所有工具，包括Open vSwitch、Wireshark抓包工具和POX，默认情况下这些工具安装在用户的主目录（root目录）下。
②-nfv ：此命令默认安装Mininet、User Switch和Open vSwitch
③-s mydir :此命令可以将Mininet安装在指定的目录下，而不是默认主目录。
出现Enjoy Mininet表示安装成功！！！
2）安装Mininet文件包
如果更新过Ubuntu或者Mininet，在安装前可以运行以下命令以确保删除Mininet、Open vSwitch以前版本的痕迹，否则影响新版本的安装。
sudo rm -rf /usr/local/bin/mn /usr/local/bin/mnexec \
/usr/local/lib/python*/*/*mininet* \
/usr/local/bin/ovs-* /usr/local/sbin/ovs-*安装Mininet文件命令：
sudo apt-get install mininetMininet安装完成后，验证openvswitch-controller是否在运行，如果正在运行，应该将其停止，以确保Mininet在启动时可以指定自己的控制器。
sudo service openvswitch-controller stop
sudo update-rc.d openvswitch-controller disableMininet安装完成后，即可使用Mininet创建模拟的SDN实验网络。为检验网络搭建是否可以正常通信，一般的做法是使用ping命令在两个主机之间进行ping操作，同样，在Mininet中可以使用如下命令直接检验Mininet是否安装成功。
sudo mn --test pingallMininet安装成功后，只需要用如下命令即可启动Mininet。
sudo mn执行上述命令后，会创建默认的一个小型测试网络。
经过短暂时间的等待即可进入以“mininet>”引导的命令行界面。进入“mininet>”命令行界面后，默认拓扑创建成功，即将拥有一个一台控制节点（Controller）、一台交换机（Switch）和两台主机（Host）的网络。
3.2使用说明
Mininet除了创建默认的网络拓扑之外，还提供了丰富的参数设定方式用来设定网络拓扑、交换机、控制器、MAC地址、链路属性等，以满足使用者在仿真过程中多样性的需求。
（1）设定网络拓扑
--topo 用于指定OpenFlow的网络拓扑。Mininet已经为大多数应用实现了5中类型的OpenFlow网络拓扑，分别为Tree、Single、Reversed、Linear和Minimal。缺省情况下，创建的是Minimal拓扑，该拓扑为一个交换机与两个主机相连；
--topo single ,n 则表示1个OpenFlow交换机下挂连接n个主机；Reversed与Single类型相似，区别在于Single的主机编号和相连的交换机端口编号同序，而Reversed的主机编号和相连的交换机端口编号反序；
--topo linear,n 则表示将创建n个OpenFlow交换机，且每个交换机只连接一个主机，并且所有交换机连接成直线；
--topo tree,depth=n,fanout=m 则表示创建一个树形拓扑，深度是n，扇出是m，例如，当depth=2，fanout=8时，将创建9个交换机连接64个主机（每个交换机连接8个设备，设备中包括交换机及主机）。
--custom ：在上述已有拓扑的基础上，Mininet支持自定义拓扑，使用一个简单的Python API即可，例如导入自定义的mytopo。
sudo mn --custom ~/mininet/custom/topo-2sw-2host.py --topo mytopo -- test pingall
例如：
创建8个主机，2个交换机的拓扑。
创建文件：topo-2sw-8host.py
输入命令：
sudo mn --custom ~/mininet/custom/topo-2sw-8host.py --topo mytopo --switch ovs,protocol=OpenFlow13 --controller=remote,ip=192.168.0.103,port=6633打开控制器可看见创建的拓扑图如下：
（2）设置交换机
--switch ：Mininet支持4类交换机，分别是UserSwitch、OVS交换机、OVSLegacyKernelSwitch和IVS交换机。其中，运行在内核空间交换机的性能和吞吐量要高于用户空间交换机，可以通过运行iperf命令测试链路的TCP带宽速率来验证。
sudo mn --switch ovsk --test iperf此外，在switch属性中添加protocols参数时可以指定OpenFlow协议版本，例如OpenFlow v1.0和OpenFlow v1.3的指定。
sudo mn --topo single,3 --controller remote,ip=[controller IP] -- switch ovsk,protocols=OpenFlow10
sudo mn --topo single,3 --controller remote,ip=[controller IP] -- switch ovsk,protocols=OpenFlow13使用以下命令查看不同OpenFlow版本的OVS交换机信息。
ovs-ofctl -O OpenFlow10 show s1
ovs-ofctl -O OpenFlow13 show s1（3）设置控制器
--controller ：通过参数设置的控制器可以是Mininet默认的控制器（NOX）或者虚拟机之外的远端控制器，如Floodlight、POX等，指定远端控制器的方法如下。
sudo mn --controller=remote,ip=[controller IP],port=[controllerlistening port]（4）配置MAC地址
--mac ：设置MAC地址的作用是增强设备MAC地址的易读性，即将交换机和主机的MAC地址设置为一个较小的、唯一的、易读的ID，以便在后续工作中减少对设备识别的难度。
sudo mn -mac（5）设置链路属性
--link ：链路属性可以是默认Link及TCLink。将链路类型指定为TC后，可以进一步指定具体参数。具体参数命令显示如下。
sudo mn --link tc,bw=[bandwidth],delay=[delay time],loss=[loss rate],max_que_size=[queue size]bw表示链路带宽，用Mbit/s表示单位；延迟delay以字符串形式表示，如"5 ms"、"100 us"、"1 s"；loss表示数据分组丢失率的百分比，用0~100的一个百分数表示；max_queue_size表示最大排队长度，使用数据分组的数量表示。
3.3应用案例
3.3.1案例准备
本案例使用Floodlight控制器。
在windows下打开idea，导入Floodlight源代码。
（可用git直接clone下Floodlight源代码，可参考官网安装：https://floodlight.atlassian.net/wiki/spaces/floodlightcontroller/pages/1343544/Installation+Guide）
运行Main.class，然后在虚拟机中运行Mininet连接控制器命令如下：
sudo mn --switch ovs,protocols=OpenFlow13 --controller=remote,ip=192.168.0.102,port=6633注：上述ip是控制器所在主机的ip地址
3.3.2案例说明
本案例实现网络测量，其中包括带宽测量、丢包率和时延。
在Floolight源码src/main/java目录下创建net.floodlightcontroller.networkmeter模块，然后在此模块下创建NetworkMeter、BandMeter、PacketLossMeter、TimeDelayMeter四个类，用来实现网络测量、带宽测量、丢包率、时延，因为我们实现对网络测量的实时监测，所以要使用多线程，从而创建NetworkMeterThread类实现。
（1）对NetworkMeter类简单描述：（测试控制器与交换机建立连接（握手成功）接收到PACKET_IN消息）
public class NetworkMeter implements IFloodlightModule, IOFMessageListener {
protected IFloodlightProviderService floodlightProvider; //声明Floodlight控制器
/**
* 接收PACKET_IN消息
* @param sw the OpenFlow switch that sent this message
* @param msg the message
* @param cntx a Floodlight message context object you can use to pass
* information between listeners
* @return
*/
@Override
public Command receive(IOFSwitch sw, OFMessage msg, FloodlightContext cntx) {
System.out.println("receive PACKET_IN");
return Command.CONTINUE; //以后调整模块接收PACKET_IN的顺序，为了防止之后的模块接收不到PACKET_IN消息。 CONTINUE:继续遍历 STOP:跳出循环终止
}
@Override
public String getName() {
return NetworkMeter.class.getSimpleName(); //返回模块名称
}
@Override
public boolean isCallbackOrderingPrereq(OFType type, String name) {
return false;
}
@Override
public boolean isCallbackOrderingPostreq(OFType type, String name) {
return false;
}
@Override
public Collection> getModuleServices() {
return null;
}
@Override
public Map, IFloodlightService> getServiceImpls() {
return null;
}
/**
* 说明模块依赖关系
* @return
*/
@Override
public Collection> getModuleDependencies() {
Collection> list=new ArrayList>();
list.add(IFloodlightProviderService.class);
return list;
}
//执行时先执行init，在执行startup
@Override
public void init(FloodlightModuleContext context) throws FloodlightModuleException {
floodlightProvider =context.getServiceImpl(IFloodlightProviderService.class);//获取服务实例
}
@Override
public void startUp(FloodlightModuleContext context) throws FloodlightModuleException {
floodlightProvider.addOFMessageListener(OFType.PACKET_IN,this); //添加监听器
}
} 注：运行前需要在src\main\resources\META-INF\services\net.floodlightcontroller.core.module.IFloodlightModule中添加net.floodlightcontroller.networkmeter.NetworkMeter
在src/main/resources/floodlightdefault.properties中添加net.floodlightcontroller.networkmeter.NetworkMeter，也就是在Floodlighth中注册一下此模块。
（2）此时运行控制器（Mininet在控制器开启前或后都行），然后在虚拟机上启动的Mininet中输入命令：h1 ping h2，控制器会输出结果：
在网页http://Controller-ip:8080/ui/pages/index.html中查看到有一个交换机和2个主机，如下图所示。
3.3.3案例具体实现
（1）NetworkMeter类
/**
* 网络测量：带宽测量、丢包率、时延
*/
public class NetworkMeter implements IFloodlightModule, IOFMessageListener {
//Floodlight中所有的管理例如链路管理和设备管理都有自己的Service，所以需要声明指定的Service
protected IFloodlightProviderService floodlightProvider; //声明Floodlight控制器
protected IOFSwitchService switchService;
protected ILinkDiscoveryService linkService;
protected NetworkMeterThread networkMeterThread; //声明线程变量
//声明网络测量具体操作的对象
protected BandMeter bandMeter;
protected PacketLossMeter packetLossMeter;
protected TimeDelayMeter timeDelayMeter;
/**
* 接收PACKET_IN消息
* @param sw the OpenFlow switch that sent this message
* @param msg the message
* @param cntx a Floodlight message context object you can use to pass
* information between listeners
* @return
*/
@Override
public Command receive(IOFSwitch sw, OFMessage msg, FloodlightContext cntx) {
//System.out.println("receive PACKET_IN");
switch (msg.getType()){
case PACKET_IN:
Ethernet ethernet = IFloodlightProviderService.bcStore.get(cntx, IFloodlightProviderService.CONTEXT_PI_PAYLOAD);//获取bcStore队列里面的消息
if(timeDelayMeter.isDoingTimeDelayMeter(ethernet)){
NetworkStore networkStore=NetworkStore.getInstance();
System.out.println("*********处理PacketIn*********");
networkStore.handlePacketIn(ethernet.getPayload(),linkService);
}
break;
}
return Command.CONTINUE; //以后调整模块接收PACKET_IN的顺序，为了防止之后的模块接收不到PACKET_IN消息。 CONTINUE:继续遍历 STOP:跳出循环终止
}
@Override
public String getName() {
return NetworkMeter.class.getSimpleName(); //返回模块名称
}
/**
* 用来调整各个模块之间接收Packet_IN消息的顺序
* @param type the object type to which this applies
* @param name the name of the module
* @return
*/
@Override
public boolean isCallbackOrderingPrereq(OFType type, String name) {
return false;
}
/**
* 用来调整各个模块接收Packet_IN消息的顺序
* @param type the object type to which this applies
* @param name the name of the module
* @return
*/
@Override
public boolean isCallbackOrderingPostreq(OFType type, String name) {
//针对PACKET_IN消息调整顺序，并且是在linkdiscovery模块之前，因为linkdiscovery模块是Floodlight下发PACKET_IN消息的第一个模块
return (type.equals(OFType.PACKET_IN)&&(name.equals("linkdiscovery")));
}
@Override
public Collection> getModuleServices() {
return null;
}
@Override
public Map, IFloodlightService> getServiceImpls() {
return null;
}
/**
* 说明模块依赖关系
* @return
*/
@Override
public Collection> getModuleDependencies() {
Collection> list=new ArrayList>();
list.add(IFloodlightProviderService.class);
return list;
}
//执行时先执行init，在执行startup
@Override
public void init(FloodlightModuleContext context) throws FloodlightModuleException {
floodlightProvider =context.getServiceImpl(IFloodlightProviderService.class);//获取Floodlight服务实例
switchService=context.getServiceImpl(IOFSwitchService.class);
linkService=context.getServiceImpl(ILinkDiscoveryService.class);
this.bandMeter=new BandMeter();
this.packetLossMeter=new PacketLossMeter();
this.timeDelayMeter=new TimeDelayMeter();
networkMeterThread=new NetworkMeterThread(this); //构造networkMeterThread对象时把当前对象NetworkMeter传给networkMeterThread的构造函数
}
@Override
public void startUp(FloodlightModuleContext context) throws FloodlightModuleException {
//添加监听器,只能添加连接建立(握手成功)以后的数据包比如PACKET_IN,像FlowStatsReply等统计数据包是在握手阶段创建，所以不能添加监听器获取
floodlightProvider.addOFMessageListener(OFType.PACKET_IN,this);
networkMeterThread.start(); //启动线程 因为是继承Thread类，不是Runnable接口所以调用start()方法，而不是run()方法
}
//获取到所有交换机
public IOFSwitchService getSwitchService() {
return switchService;
}
public BandMeter getBandMeter() {
return bandMeter;
}
public PacketLossMeter getPacketLossMeter() {
return packetLossMeter;
}
public TimeDelayMeter getTimeDelayMeter() {
return timeDelayMeter;
}
public ILinkDiscoveryService getLinkService() {
return linkService;
}
/**
* FlowStatsReply的一个中继
* @param reply
*/
public static void handleFlowStatsReply(OFFlowStatsReply reply, IOFSwitchBackend sw){
NetworkStore networkStore =NetworkStore.getInstance();
networkStore.handleFlowStatsReply(reply, sw);
}
/**
* DescStatsReply的一个中继
* @param reply
*/
public static void handleDescStatsReply(OFPortDescStatsReply reply){
NetworkStore networkStore=NetworkStore.getInstance();
networkStore.handleDescStatsReply(reply);
}
/**
* EchoReply的一个中继
* @param reply
*/
public static void handleEchoReply(OFEchoReply reply){
NetworkStore networkStore=NetworkStore.getInstance();
networkStore.handleEchoReply(reply);
}
/**
* PortStatsReply的一个中继
* @param reply
* @param sw
*/
public static void handPortStatsReply(OFPortStatsReply reply, IOFSwitchBackend sw) {
NetworkStore networkStore = NetworkStore.getInstance();
networkStore.handlePortStatsReply(reply,sw);
}
}
（2）NetworkMeterThread类
在线程实现里面需要注意一个思路，就是控制器需要下发给数据平面数据包，所以数据平面获取到控制器中devicemanager模块（此模块负责网络设备的追踪与管理）中所有交换机，然后去遍历List拿到每一个交换机，最后对每一个交换机下发一个数据包。
具体实现：
/**
* 添加多线程，让网络测量实现周期性/实时性监测
*/
public class NetworkMeterThread extends Thread{
protected NetworkMeter networkMeter;
public NetworkMeterThread(NetworkMeter nm) {
this.networkMeter=nm;
}
public void run(){
while (true) {
try {
sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//清空clear
NetworkStore networkStore=NetworkStore.getInstance();
networkStore.calCurrentBand();
networkStore.nextMeterBegin();
//获取所有交换机
IOFSwitchService switchService=networkMeter.getSwitchService();
//遍历所有交换机，获取交换机的DPID
for(DatapathId datapathId: switchService.getAllSwitchDpids()){
IOFSwitch sw= switchService.getSwitch(datapathId); //通过DPID获取到交换机
if(sw==null){
Log.error("sw is null");
continue;
}
//TODO
networkMeter.getBandMeter().doBand(sw); //带宽
networkMeter.getPacketLossMeter().doPacketLoss(sw); //丢包率
}
//时延
networkMeter.getTimeDelayMeter().doTimeDelay(networkMeter);
}
}
}
注：此处自行创建一个Log类，打印信息。
（3）NetworkStore类
因为进行网络测量时，需要把测试的结果保存起来，所以创建NetworkStore类。
此类同时也完成在NetworkMeter类中处理接收到数据包（*****Reply）函数的具体实现,以便完成相应存储。
/**
* 存储类，以便于进行网路预测
*/
public class NetworkStore {
//现在信息 ----- 历史信息
protected static NetworkStore networkStore;
protected List currentLinkStatus;
protected List historyLinkStatus;
protected List linkTimeStatus;
protected final static int echoMessageLength=2;
protected long maxBand;
public long getMaxBand() {
return maxBand;
}
public void setMaxBand(long maxBand) {
this.maxBand = maxBand;
}
public NetworkStore() {
currentLinkStatus=new ArrayList();
historyLinkStatus=new ArrayList();
linkTimeStatus = new ArrayList();
}
/**
* 单例模式
* @return
*/
public static synchronized NetworkStore getInstance(){ //关键字synchronized: 表示若有多个地方同时请求NetworkStore对象时，会按照一定策略逐一分配，防止线程阻塞
if(networkStore==null){
networkStore=new NetworkStore();
}
return networkStore;
}
/**
* 处理Packet_In消息，获取传输总时延
* @param payload
* @param linkService
*/
public void handlePacketIn(IPacket payload, ILinkDiscoveryService linkService){
System.out.println("****************收到PacketIn*******************");
IPv4 ip=(IPv4)payload; //封装时将IP数据报封装在ethernet帧中，调用时ehernet.getPayload就得到第三层的数据包
Data data=(Data)ip.getPayload(); //获取IP包中封装的信息timeStamp
String mess[] =new String(data.getData()).split("<>");
if(mess.length!=5){
Log.error("length is not 5！！！");
return ;
}
SimpleDateFormat df=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SSS");
Date currentTime=new Date();
long allTime=0;
try {
Date sendTime=df.parse(mess[0]);
allTime=currentTime.getTime()-sendTime.getTime(); //当前时间-发送时间
} catch (ParseException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("**************所有时间allTime："+allTime+" *****************");
//进行存储工作
Map links=linkService.getLinks();
for(Link l:links.keySet()){
if(l.getSrc().equals(DatapathId.of(mess[1]) ) &&
l.getSrcPort().getPortNumber() ==Integer.parseInt(mess[2]) &&
l.getDst().equals(DatapathId.of(mess[3]) ) &&
l.getDstPort().getPortNumber() ==Integer.parseInt(mess[4])){
LinkTimeInfo linkTimeInfo=new LinkTimeInfo();
linkTimeInfo.setLink(l);
linkTimeInfo.setAllTime(allTime);
linkTimeStatus.add(linkTimeInfo);
break;
}
}
}
/**
*处理EchoReply的数据包，计算链路时延
* @param reply
*/
public void handleEchoReply(OFEchoReply reply){
if (reply.getData().length<=0){ //判断EchoReply是否是需要的Reply
return ;
}
String[] data=new String(reply.getData()).split("<>");
if(data.length!=echoMessageLength){
Log.error("*********length is not 2!!!*********");
return;
}
SimpleDateFormat df=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SSS");
Date currentTime=new Date();
long Time=0;
try {
Date sendTime=df.parse(data[0]); //封装时data[0]放的是时间戳
Time=currentTime.getTime() -sendTime.getTime();
} catch (ParseException e) {
e.printStackTrace();
}
//更新
for(LinkTimeInfo lti:linkTimeStatus){ //linkTimeStatus为之前存储过数据的数据结构
if(lti.getLink().getSrc().equals(DatapathId.of(data[1]))){
lti.setControllerToSrcSwTime(Time/2);
}
if(lti.getLink().getDst().equals(DatapathId.of(data[1]))){
lti.setControllerToDesSWTime(Time/2);
}
if(lti.getControllerToDesSWTime() !=-1 && lti.getControllerToSrcSwTime() !=-1){
long delay=lti.getAllTime()-lti.getControllerToDesSWTime()-lti.getControllerToSrcSwTime();
lti.setDelay(delay>=0?delay : 0);
Log.info("***********时延："+lti.getDelay()+"***********");
}
}
}
/**
* 处理DescStatsReply，获取当前带宽
* @param reply
*/
public void handleDescStatsReply(OFPortDescStatsReply reply){
long speed=0;
Log.info("***********收到DescStatsReply**************");
List entries=reply.getEntries();
for(OFPortDesc e:entries){
speed=e.getCurrSpeed();
if(speed>0)
break;
}
NetworkStore.getInstance().setMaxBand(speed);
}
/**
* 处理PortStatsReply数据包
* @param reply
* @param sw
*/
public void handlePortStatsReply(OFPortStatsReply reply, IOFSwitchBackend sw) {
List entries=reply.getEntries();
for(OFPortStatsEntry e:entries){
System.out.println("*************接收的丢包数："+e.getRxDropped()+"************");
}
}
/**
* 处理FlowStatsReply
* @param reply
* @param sw
*/
public void handleFlowStatsReply(OFFlowStatsReply reply, IOFSwitchBackend sw){
OFSwitch fromSW=null; //源交换机
OFSwitch toSW=null; //目的交换机
OFPort in_Port=null; //接入端口
OFPort out_Port=null; //输出端口
long byteCount=0; //匹配字节数
long maxBand=0; //最大带宽
long currentBand=0; //当前带宽
Log.info("*******************收到FlowStatsReply******************");
fromSW=toSW=(OFSwitch)sw;
List entries= reply.getEntries();
for(OFFlowStatsEntry e:entries){
byteCount=e.getByteCount().getValue();
in_Port=e.getMatch().get(MatchField.IN_PORT);
if(in_Port==null){ //匹配域中并没有指定入端口，所以此流表项要发给控制器
in_Port=OFPort.ALL;
}
//得到out_port
List instruction=e.getInstructions(); //得到流表项的指令集
for(OFInstruction i:instruction){
if(i instanceof OFInstructionApplyActions){ //如果当前的instruction是OFInstructionApplyActions类/接口的一个实例
List actions=((OFInstructionApplyActions) i).getActions();
for(OFAction a:actions){
if(a.getType()== OFActionType.OUTPUT){
out_Port=((OFActionOutput)a).getPort();
break;
}
}
}else
continue;
}
//默认的流表项不需要存储 默认流表项：进/出端口的值小于1
if(in_Port==OFPort.ALL || out_Port.getPortNumber()<1 ){
continue;
}
//流表项非默认流表项，则需要构造链路信息对象
// maxBand=calculateMaxBand(fromSW,toSW,in_Port,out_Port); 基于物理交换机获取的最大带宽
maxBand=NetworkStore.getInstance().getMaxBand();
LinkDataInfo linkData=new LinkDataInfo();
linkData.setIn_Port(in_Port);
linkData.setOut_Port(out_Port);
linkData.setByteCount(byteCount);
linkData.setFromSW(fromSW);
linkData.setToSW(toSW);
linkData.setMaxBand(maxBand);
// Log.info("对象构造完毕");
//存储
storeLinkStatus(linkData);
}
}
//存储
public void storeLinkStatus(LinkDataInfo linkDataInfo){
/**
* 流表项种类：
* 入端口 ：1 出端口 ：2 匹配 ：IP 100kb
* 入端口 ：1 出端口 ：2 匹配 ： TCP 100kb
* 入端口 ：1 出端口 ：2 匹配 ： HTTP 200kb
*
* 所以需要合并流表项
*/
if(currentLinkStatus.size()==0) //第一次
currentLinkStatus.add(linkDataInfo);
else{
for(LinkDataInfo l:currentLinkStatus){
//判断是否是同一链路信息，若是更新链路信息的相关字段，如不是则将新的链路信息添加进来 源和目的交换机及源和目的端口相同就是同一链路信息
if(l.getFromSW().getId() ==linkDataInfo.getFromSW().getId() &&
l.getToSW().getId() == linkDataInfo.getToSW().getId() &&
l.getIn_Port().getPortNumber() ==linkDataInfo.getIn_Port().getPortNumber() &&
l.getOut_Port().getPortNumber() ==linkDataInfo.getOut_Port().getPortNumber())
{
l.setByteCount(l.getByteCount()+linkDataInfo.getByteCount());
}
}
//当前存储的链路信息linkDataInfo，在所有存储中不存在，则添加此链路信息
currentLinkStatus.add(linkDataInfo);
}
}
public void nextMeterBegin(){ //下一次测量的开始
historyLinkStatus.clear();
for(LinkDataInfo l:currentLinkStatus){
historyLinkStatus.add(l);
}
currentLinkStatus.clear();//清空LinkDataInfo保存之前的链路信息
linkTimeStatus.clear(); //清空LinkTimeInfo保存之前链路上的时延信息
}
//计算链路的最大带宽
public long calculateMaxBand(OFSwitch fromSW, OFSwitch toSW, OFPort inPort,OFPort outPort){
long fromBand=0,toBand=0;
//inport入口带宽
OFPortDesc inPortDesc= fromSW.getPort(inPort);
Set inFeatures=inPortDesc.getAdvertised(); //物理特性的声明
//
for(OFPortFeatures f:inFeatures){
fromBand=f.getPortSpeed().getSpeedBps(); //单位bps
System.out.println("******fromBand**********："+fromBand);
if(fromBand>0)
break; //inFeatures表示的属性有三个，只有第一个不是0，剩下全是0
}
//outPort 出口带宽
OFPortDesc outPortDesc=toSW.getPort(outPort);
Set outFeatures=outPortDesc.getAdvertised();
for(OFPortFeatures f:outFeatures){
toBand=f.getPortSpeed().getSpeedBps();
if(toBand > 0)
break;
}
System.out.println("-----------"+fromBand +" "+toBand+"-----------");
return (fromBand>=toBand?toBand:fromBand);
}
//计算当前带宽,输出
public void calCurrentBand(){
for(LinkDataInfo h:historyLinkStatus)
for(LinkDataInfo c:currentLinkStatus){
if(h.getFromSW().getId()==c.getFromSW().getId() &&
h.getToSW().getId()==c.getToSW().getId() &&
h.getIn_Port().getPortNumber()==c.getIn_Port().getPortNumber() &&
h.getOut_Port().getPortNumber()==c.getOut_Port().getPortNumber()){
long speed=(c.getByteCount()-h.getByteCount())/1; //1秒钟之内增加的流量
float band=(float)(speed*1.0/c.maxBand);
System.out.println("currentSpeed: "+speed+"Bps"+"---------"+"currentBand: "+band*100+"%");
}
}
}
}
//
class LinkDataInfo{ //交换机之间链路数据信息
protected OFSwitch fromSW; //源交换机
protected OFSwitch toSW; //目的交换机
protected OFPort in_Port; //接入端口
protected OFPort out_Port; //输出端口
protected long byteCount; //匹配字节数
protected long maxBand; //最大带宽
protected long currentBand; //当前带宽
public OFSwitch getFromSW() {
return fromSW;
}
public void setFromSW(OFSwitch fromSW) {
this.fromSW = fromSW;
}
public OFSwitch getToSW() {
return toSW;
}
public void setToSW(OFSwitch toSW) {
this.toSW = toSW;
}
public OFPort getIn_Port() {
return in_Port;
}
public void setIn_Port(OFPort in_Port) {
this.in_Port = in_Port;
}
public OFPort getOut_Port() {
return out_Port;
}
public void setOut_Port(OFPort out_Port) {
this.out_Port = out_Port;
}
public long getByteCount() {
return byteCount;
}
public void setByteCount(long byteCount) {
this.byteCount = byteCount;
}
public long getMaxBand() {
return maxBand;
}
public void setMaxBand(long maxBand) {
this.maxBand = maxBand;
}
public long getCurrentBand() {
return currentBand;
}
public void setCurrentBand(long currentBand) {
this.currentBand = currentBand;
}
}
class LinkTimeInfo{
protected Link link; //链路信息
protected long allTime=-1;
protected long controllerToSrcSwTime=-1; //控制器到源交换机的时延
protected long controllerToDesSWTime=-1; //控制器到目的交换机的时延
protected long delay=-1; //链路时延
public Link getLink() {
return link;
}
public void setLink(Link link) {
this.link = link;
}
public long getAllTime() {
return allTime;
}
public void setAllTime(long allTime) {
this.allTime = allTime;
}
public long getControllerToSrcSwTime() {
return controllerToSrcSwTime;
}
public void setControllerToSrcSwTime(long controllerToSrcSwTime) {
this.controllerToSrcSwTime = controllerToSrcSwTime;
}
public long getControllerToDesSWTime() {
return controllerToDesSWTime;
}
public void setControllerToDesSWTime(long controllerToDesSWTime) {
this.controllerToDesSWTime = controllerToDesSWTime;
}
public long getDelay() {
return delay;
}
public void setDelay(long delay) {
this.delay = delay;
}
}
（4）BandMeter类
/**
* 带宽测量
* --主动测量 ： 控制器下发消息
* --被动测量Flowremove ：流过期时会自动将流的相关信息上交给控制器
*
* 带宽预测
* --小波分析
* --深度学习
* --神经网络
*/
public class BandMeter {
public BandMeter(){
}
/**
* 下发指定报文
* OpenFlow1.3中有两种类型的统计
* --OFFlowStatsRequest : 针对每一条流的信息
* --OFAggregateStatsRequest : 针对所有流的信息
* @param sw
*/
public void doBand(IOFSwitch sw){
//交换机下发statsrequest报文
OFFlowStatsRequest.Builder statsRequest=sw.getOFFactory().buildFlowStatsRequest(); //根据交换机得到OpenFlow工厂，然后创建出statsrequest报文
statsRequest.setTableId(TableId.ALL);
statsRequest.setOutPort(OFPort.ANY);
statsRequest.setOutGroup(OFGroup.ANY);
statsRequest.setCookie(AppCookie.makeCookie(2,0));
Log.info("************send statsRequest************");
//交换机下发
OFPortDescStatsRequest.Builder descRequest = sw.getOFFactory().buildPortDescStatsRequest();
Log.info("************send descRequest*************");
sw.write(descRequest.build());
sw.write(statsRequest.build()); //把构造出来的request对象进行序列化，变成一个字节数组，通过交换机下发
}
}
（5）PacketLossMeter类
/**
* 丢包率
*/
public class PacketLossMeter {
public PacketLossMeter() {
}
public void doPacketLoss(IOFSwitch sw){
Collection ports=sw.getEnabledPorts(); //获取交换机启用的接口（插网线或有连接亮灯的接口）
for(OFPortDesc pd :ports){
OFPortStatsRequest.Builder portStatsRequestBuild = sw.getOFFactory().buildPortStatsRequest();
portStatsRequestBuild.setPortNo(pd.getPortNo());
//发送OFPortStatsRequest包
sw.write(portStatsRequestBuild.build());
}
}
}
（6）TimeDelayMeter类
/**
* 时延
*/
public class TimeDelayMeter {
public static byte[] destinationMACAddress={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; //8C-C6-81-CE-53-33 --->-116,-58,-127,0-50,0x53,0x33
public static byte[] sourceinationMACAddress={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01};
public final static int MacAddressLength=6;
public TimeDelayMeter(){
}
/**
* 判断当前处理的数据包是不是时延需要的数据包
* @return
*/
public boolean isDoingTimeDelayMeter(Ethernet ethernet){
byte[] desmac= ethernet.getDestinationMACAddress().getBytes();
byte[] sourcemac=ethernet.getSourceMACAddress().getBytes();
if(desmac.length!=MacAddressLength || sourcemac.length!=MacAddressLength){
return false;
}
for(int i=0;i links = linkService.getLinks(); //links中存放所有路径的双向链路
System.out.println("***************链路长度："+links.size()+"****************");
for(Link l:links.keySet()){
//2.得到链路两端的交换机
IOFSwitch fromSW = networkMeter.getSwitchService().getSwitch(l.getSrc());
IOFSwitch toSW = networkMeter.getSwitchService().getSwitch(l.getDst());
OFPort inPort = l.getSrcPort();
OFPort outPort = l.getDstPort();
//3.向交换机发送消息
sendPacketOut(fromSW,inPort,toSW, outPort); //发送PacketOut包后，可以得到从控制器到交换机-交换机再到控制器的总时延
sendEchoRequest(fromSW); //控制器向交换机发送EchoRequest后，可以得到控制器到交换机的时延
sendEchoRequest(toSW);
System.out.println("***********发送PacketOut,EchoRequest***************");
}
}
/**
* 控制器向交换机发送PacketOut包
* @param fromSW
* @param inPort
* @param toSW
* @param outPort
*/
public void sendPacketOut(IOFSwitch fromSW, OFPort inPort, IOFSwitch toSW, OFPort outPort){
OFPacketOut.Builder packetOutBuilder = fromSW.getOFFactory().buildPacketOut();
//指定Action
List actions =new ArrayList();
actions.add(fromSW.getOFFactory().actions().output(inPort,Integer.MAX_VALUE)); //注意参数是inPort，因为报文从源交换机fromW发出，经过链路上的inPort才能进入目的交换机toSW。
packetOutBuilder.setActions(actions); //PacketOut包中存在一些转发指令
//发送的消息：Ethernet (以太帧格式包括：目的地址、源地址、类型(用来标志上一层使用的是什么协议)、数据、FCS)
Ethernet eth=new Ethernet();
eth.setDestinationMACAddress(destinationMACAddress);
eth.setSourceMACAddress(sourceinationMACAddress);
eth.setEtherType(EthType.IPv4);
//发送的消息：IP
IPv4 ip=new IPv4();
ip.setSourceAddress(0);
ip.setDestinationAddress(0);
ip.setProtocol(IpProtocol.NONE);
//时间戳timestamp
StringBuilder sb=new StringBuilder(getCurruentTime());
sb.append("<>").append(fromSW.getId())
.append("<>").append(inPort.getPortNumber())
.append("<>").append(toSW.getId())
.append("<>").append(outPort.getPortNumber());
String mess=new String(sb);
Data data = new Data(); // Data extend iPacket
data.setData(mess.getBytes());
ip.setPayload(data);
eth.setPayload(ip);
packetOutBuilder.setData(eth.serialize());
fromSW.write(packetOutBuilder.build());
System.out.println("********send PacketOut**********");
}
/**
* 控制器向交换机发送EchoRequest
* @param sw
*/
public void sendEchoRequest(IOFSwitch sw){
OFEchoRequest.Builder buildEchoRequest = sw.getOFFactory().buildEchoRequest();
//时间戳timestamp
StringBuilder sb=new StringBuilder(getCurruentTime());
sb.append("<>").append(sw.getId());
String mess=new String(sb);
Data data=new Data();
data.setData(mess.getBytes());
buildEchoRequest.setData(data.serialize());
System.out.println("********send EchoRequest**********");
sw.write(buildEchoRequest.build());
}
/**
* 得到当前的系统时间
* @return
*/
public String getCurruentTime(){
SimpleDateFormat df=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SSS");
return df.format(new Date());
}
}
（7）修改Floodlight源代码
1）修改src/main/java/net/floodlightcontroller/core/internal/OFSwitchHandshakeHandler.java代码，主要是处理StatsReply（统计数据包）时进行分类，是PORT_StatsReply还是FLOW_StatsReply,r如果是FLOW_StatsReply就是我们自行处理。
主要修改的内容如下：
//添加握手之前的信息
void processOFStatsReply(OFStatsReply m) {
switch(m.getStatsType()) {
case PORT_DESC:
//处理descStatsReply
NetworkMeter.handleDescStatsReply((OFPortDescStatsReply) m);
processPortDescStatsReply((OFPortDescStatsReply) m);
break;
//添加
case FLOW: //networkmeter更改
NetworkMeter.handleFlowStatsReply((OFFlowStatsReply)m,sw);
break;
case PORT: //networkMeter更改
NetworkMeter.handPortStatsReply((OFPortStatsReply)m,sw);
break;
default:
unhandledMessageReceived(m);
}
}2）修改src/main/java/net/floodlightcontroller/core/internal/OFChannelHandler.java
void processOFMessage(OFMessage m)
throws IOException {
// Handle Channel Handshake
if (!state.channelHandshakeComplete) {
switch(m.getType()) {
case HELLO:
processOFHello((OFHello)m);
break;
case ERROR:
processOFError((OFErrorMsg)m);
break;
case FEATURES_REPLY:
processOFFeaturesReply((OFFeaturesReply)m);
break;
case EXPERIMENTER:
processOFExperimenter((OFExperimenter)m);
break;
/* echos can be sent at any time */
case ECHO_REPLY:
processOFEchoReply((OFEchoReply)m);
break;
case ECHO_REQUEST:
processOFEchoRequest((OFEchoRequest)m);
break;
case PORT_STATUS:
processOFPortStatus((OFPortStatus)m);
break;
default:
illegalMessageReceived(m);
break;
}
}
else{
switch(m.getType()){
case ECHO_REPLY:
//添加EchoReply处理函数
NetworkMeter.handleEchoReply((OFEchoReply)m);
processOFEchoReply((OFEchoReply)m);
break;
case ECHO_REQUEST:
processOFEchoRequest((OFEchoRequest)m);
break;
// Send to SwitchManager and thus higher orders of control
default:
sendMessageToConnection(m);
break;
}
}
}修改内容：
//添加EchoReply处理函数
NetworkMeter.handleEchoReply((OFEchoReply)m);当链路建立完成时，我们在计算链路之间的时延时，需要发送EchoRequest数据包获取控制器到交换机之间的时间，而接收EchoReply数据包在Floodlight控制器的OFChannelHandler.java类中。
3.4测试结果
注：此处我没搞清Floodlight中获取到速度的单位，所以带宽计算出现问题。
注：由于在minnet仿真工具上测试，且拓扑简单所以不存在丢包情况
此时拓扑图：
控制器信息：
mininet开启：
通过h1 ping h4测试
