Mininet实验 MAC地址学习

实验目的

了解交换机的MAC地址学习过程。
了解交换机对已知单播、未知单播和广播帧的转发方式。

实验原理

MAC（media access control，介质访问控制）地址是识别LAN节点的标识。MAC对设备（通常是网卡）接口是全球唯一的，MAC地址为48位，用12个16进制数表示。前6个16进制数字由IEEE管理，用来识别生产商或者厂商，构成OUI（Organization Unique Identifier，组织唯一识别符）。后6个包括网卡序列号，或者特定硬件厂商的设定值。对于一个网卡来说，MAC地址是它的一个物理地址，是不可变的，而IP地址是它对应的一个逻辑地址，是可以更改的。

我们设想一个模型，有A、B、C、D这四台PC接在一台交换机上, 首先交换机最初加电时它里面的MAC地址表为空，也就是还没学习，在学习的最初状态。首先，比如A发给D一个数据, 这个时候交换机首先在连接A那台PC的端口上学习到A的MAC地址，并且把这个MAC地址记录到交换机里的MAC地址表里, 但是这个时候交换机并不知道D是在哪，因为MAC表里还没有D的MAC. 这个时候怎么办呢？交换机会复制多份这个数据(多帧复制)，向交换机的所有端口都转发这个数据（除A接的那个端口外），这个称为泛洪，flooding 。当B和C接到这个数据时，首先检查目的地址，发现不是发给我的，那么就丢弃这个帧。当D接到这个帧时，发现这是发给自己的，然后D便会发给A数据，这个时候交换机在D的接口又学习到了D的MAC地址 , 这个时候交换机学习到了两条MAC地址。

实验内容

本次实验采用一个模拟二层交换机和两个主机拓扑图如下：

1.启动mininet创建一个线性拓扑，这里我们是使用screen来创建，可以在两个窗口之间切换。如果系统没有screen，可以直接sudo apt install screen。 screen mn --topo linear --mac --switch ovsk --controller=none 这里控制器设置为无，ovsk表示虚拟交换机为ovs Kernel mode。 ps:这里建议直接使用管理员root来执行screen，我用自己的账户执行screen会直接退出。或者在之前加上一个sudo。 sudo screen mn -topo linear --mac --switch ovsk --controller=none 然后得到下图，拓扑创建完毕。

2.输入nodes查看全部结点，理论上会返回两台交换机和两个主机。

3.输入net查看链路信息，按照拓扑，两台交换机之间相连，下分别挂载一个主机。

4.输入dump查看节点信息。

5.因为此时交换机s1和交换机s2是两个SDN交换机，而在启动Mininet时我们没有指定任何控制器，交换机中没有流表的存在，无法进行转发操作。此时主机h1和主机h2是无法进行通信的。我们需要按ctl+a+d跳出当前Mininet窗口，在主窗口命令行中输入如下命令来打开交换机s1和交换机s2的二层。操作完成后，s1和s2就是两台普通的二层交换机了。然后我们回到主窗口命令行输入：

 #ovs-vsctl del-fail-mode s1

 #ovs-vsctl del-fail-mode s2

打开两个交换机的二层。接着我们可以ping一下两台主机得到下图：

6.接着我们查看数据帧转发表

 # ovs-ofctl dump-flows s1

 # ovs-ofctl dump-flows s2

可以看出来交换机已经进行过了mac地址学习。

原lab上还有关于学习过程的分析，就先不黏贴以后自己再写吧。