实验 4:Open vSwitch 实验——Mininet 中使用 OVS 命令

一、安装目的

Mininet 安装之后,会连带安装 Open vSwitch,可以直接通过 Python 脚本调用Open vSwitch 命令,从而直接控制 Open vSwitch,通过实验了解调用控制的方法。

二、实验任务

在本实验中,使用 Mininet 基于 Python 的脚本,调用“ovs-vsctl”命令直接控制Open vSwitch。使用默认的交换机泛洪规则,设置更高的优先级规则进行预先定义 IP 报文的转发。在多个交换机中通过设置不同 TOS 值的数据包将通过不同的方式到达目的地址,验证主机间的连通性及到达目的地址的时间。

三、实验步骤

1. 实验环境
   
   安装了 Ubuntu 18.04.5 Desktop amd64 的虚拟机
2. 实验过程
   
   (1) 创建 ovsSingleBr.py 脚本并添加内容
   
   脚本对应的拓扑如上图所示,执行 ovsSingleBr.py,在没有控制器的情况下,在Mininet 脚本中通过调用 ovs 命令直接向 switch0 交换机下发流表,将入端口号为1/2/3 的数据包泛洪广播,并对目的地址为 192.168.123.1/2/3 的数据包分别从1/2/3 端口转发出去。之后测试 h0 ping h1,h0 ping h2,网络连通。
   
   
   
   (2)创建 ovsMultiBr.py 脚本并添加内容
   
   脚本对应的拓扑如上图所示,执行 ovsMultiBr.py,在没有控制器的情况下,在Mininet 脚本中通过调用 ovs 命令给多个交换机下发流表,通过 h0 ping h1 操作测试验证主机间的连通性,并通过-Q 参数设置不通的 tos 值查看主机间的连通性。通过验证发现,tos 值设置越大,时间使用越少。

(3)创建 ovsVLAN.py 脚本并添加内容

学习 ovsSingleBr.py 和 ovsMultiBr.py,在下图拓扑中实现一个 VLAN。



通过代码将 h0 和 h2 划分在 VLAN 0 中,h1 和 h3 划分在 VLAN 1 中,由于拓扑没有控制器,并且初始化时删除了交换机中的所有流表,因此除非下发流表,否则主机之间网络无法连通。请尝试修改代码,利用 ovs 命令直接下发 VLAN 设置的流表项,最终测试 h0 和 h2 互通, h1 和 h3 互通,其余主机均不通。

 #!/usr/bin/python

from mininet.net import Mininet
from mininet.node import Node
from mininet.link import TCLink
from mininet.log import  setLogLevel, info

def myNet():
    "Create network from scratch using Open vSwitch."

    info( "*** Creating nodes\n" )
    switch0 = Node( 's0', inNamespace=False )
    switch1 = Node( 's1', inNamespace=False )
    h0 = Node( 'h0' )
    h1 = Node( 'h1' )
    h2 = Node( 'h2' )
    h3 = Node( 'h3' )

    info( "*** Creating links\n" )
    linkopts0=dict(bw=100, delay='1ms', loss=0)
    linkopts1=dict(bw=1, delay='100ms', loss=0)
    linkopts2=dict(bw=10, delay='50ms', loss=0)
    linkopts3=dict(bw=100, delay='1ms', loss=0)
    TCLink( h0, switch0, **linkopts0)
    TCLink( h1, switch0, **linkopts0)
    TCLink( h2, switch1, **linkopts0)
    TCLink( h3, switch1, **linkopts0)
    TCLink( switch0, switch1, **linkopts0)    

    info( "*** Configuring hosts\n" )
    h0.setIP( '192.168.123.1/24' )
    h1.setIP( '192.168.123.2/24' )
    h2.setIP( '192.168.123.3/24' )
    h3.setIP( '192.168.123.4/24' )
    info( str( h0 ) + '\n' )
    info( str( h1 ) + '\n' )
    info( str( h2 ) + '\n' )
    info( str( h3 ) + '\n' )

    info( "*** Starting network using Open vSwitch\n" )
    switch0.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp0' )
    switch0.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp0' )
    switch1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
    switch1.cmd( 'ovs-vsctl add-br dp1' )

    for intf in switch0.intfs.values():
        print intf
        print switch0.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp0 %s' % intf )

    for intf in switch1.intfs.values():
        print intf
        print switch1.cmd( 'ovs-vsctl add-port dp1 %s' % intf )

    print switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3' )
    print switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3' )
    print switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1' )
    print switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp0 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2' )

    print switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=1,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4096-\>vlan_vid,output:3' )
    print switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,in_port=2,actions=push_vlan:0x8100,set_field:4097-\>vlan_vid,output:3' )
    print switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=0,actions=pop_vlan,output:1' )
    print switch1.cmd(r'ovs-ofctl -O OpenFlow13 add-flow dp1 priority=1,dl_vlan=1,actions=pop_vlan,output:2' )

    info( "*** Running test\n" )
    h0.cmdPrint( 'ping -Q 0x10 -c 3 ' + h1.IP() )
    h0.cmdPrint( 'ping -Q 0x10 -c 3 ' + h2.IP() )
    h0.cmdPrint( 'ping -Q 0x10 -c 3 ' + h3.IP() )
    h1.cmdPrint( 'ping -Q 0x10 -c 3 ' + h2.IP() )
    h1.cmdPrint( 'ping -Q 0x10 -c 3 ' + h3.IP() )
    h2.cmdPrint( 'ping -Q 0x10 -c 3 ' + h3.IP() )    

    info( "*** Stopping network\n" )
    switch0.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp0' )
    switch0.deleteIntfs()
    switch1.cmd( 'ovs-vsctl del-br dp1' )
    switch1.deleteIntfs()
    info( '\n' )

if __name__ == '__main__':
    setLogLevel( 'info' )
    info( '*** Scratch network demo (kernel datapath)\n' )
    Mininet.init()
    myNet()

运行结果