OpenDaylight二层转发机制实验

一、实验目的

• 掌握OpenDaylight的安装、启动及使用
• 掌握基于OpenDaylight的二层转发原理

二、实验原理

　　在SDN网络中，处于末端的主机并不知道其连接的网络是SDN，某台主机要发送数据包到另一台主机，仍然需要进行IP到MAC地址的ARP解析。SDN网络中由于引入了控制器的角色，其二层数据转发的机制与普通二层以太交换机洪泛+MAC地址学习机制存在很大的差异。当源IP要与目的IP通信时，会将ARP请求转发到控制器，由控制器帮助询问目的主机的MAC并将结果返回给源主机。

　　本实验在SDN环境中配置相同网段的两台主机，通过测试二者之间的数据转发来理解和掌握二层转发机制。

三、实验步骤：

　　1、创建一台ODL控制器，一台mininet主机。

　　2、对于ODL控制器，启动opendaylight　　　　

cd /home/openlab/openlab/distribution-karaf-0.3.0-Lithium/bin/
sudo ./karaf

　　3、对于mininet主机 创建拓扑topo2.py　　

"""Custom topology example
Two directly connected switches plus two hosts for each switch:
   host1 --- switch1 --- switch2 --- host3
               |            |
               |            |
             host2        host4
"""
from mininet.topo import Topo

class MyTopo( Topo ):
    "Simple topology example."

    def __init__( self ):
        "Create custom topo."

        # Initialize topology 
        Topo.__init__( self )
         
        # Add hosts and switches
        Host1 = self.addHost( 'h1' )
        Host2 = self.addHost( 'h2' )
        Host3 = self.addHost( 'h3' )
        Host4 = self.addHost( 'h4' )
        Switch1 = self.addSwitch( 's1' )
        Switch2 = self.addSwitch( 's2' )
    
        # Add links
        self.addLink( Host1, Switch1 )
        self.addLink( Host2, Switch1 )
        self.addLink( Switch2, Host3 )
        self.addLink( Switch2, Host4 )
        self.addLink( Switch1, Switch2 )

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

　　执行命令生成拓扑

screen mn --custom /home/mininet/topo-2sw_2host.py --topo mytopo --controller=remote,ip=10.0.0.226,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow10

　　各参数解释：

　　--controller:指定控制器，remote为远程控制器，并指定IP地址、端口号。

　　--custom:指定自定义拓扑

　　--topo：指定拓扑的名字

　　--switch:指定虚拟交换机类型，ovsk表示交换机类型为ovs kernel mode

　　4、在ODL控制器上打开浏览器，输入http://localhost:8181/index.html进行登录，账号密码都为admin。

　　5、Topology可以查看当前拓扑。图中拓扑没有显示主机。

　　　  Nodes查看节点信息：

 　　可以查看具体统计数据：

 　　6、使用mininet主机进行h1 ping h3操作。再用ovs-ofctl dump-flows s1来查看流表

　　

 　　7、抓包查看二层转发机制过程

 （1）源主机h1（10.0.0.1）发出ARP请求h3（10.0.0.3）的MAC，交换机SW1并不知道如何转发该包，因此将其通过Packet In消息发送到Controller处理。

（2）Controller收到ARP请求后，将h1的mac和交换机id、入端口绑定，并要求每一台SW所对应10.0.0.0/8网段的非SW互联端口（只有这些端口是连接主机或传统网络的）发出ARP来请求10.0.0.3的MAC地址。这里Controller并不是简单的将收到ARP原封不动的发出，而是将源IP改为默认网关IP地址，然后发出。

（3）只有h3（10.0.0.3）才会响应ARP，它将ARP Response发送到SW2。SW2也不知道如何处理，因此将ARP封装在Packet In中发送到Controller。

（4）Controller发现这是h3发的ARP响应，将h3mac和交换机id、入端口绑定，并且确认这是之前10.0.0.1发送的ARP请求，因此它会将该ARP通过OF协议发到SW1，同时指示SW1将其送出的端口（也就是h1对应的端口）。SW1执行该操作。

（5）Controller在收到h3的ARP后也得知了10.0.0.3的位置，它根据网络拓扑计算，可以得到全网到达10.0.0.3和10.0.0.1的转发路径，并将流表通过OF Flow Modify消息推送到每一台交换机上。

（6）h1收到ARP Response后完成ARP解析过程，然后它构造ICMP PING Request数据包，其中源和目MAC分别为h1和h3的MAC，源和目IP分别为h1和h3的IP。由于SW1和SW2都已经成功的装载了到h3(10.0.0.3)的流表，因此该数据包将被顺利发送到h3。

（7）h3收到该ICMP PING Request，源是h1，但是此时它尚未有h1的MAC，于是还要进行一次ARP解析，SW2再次将ARP请求封装成Packet In消息发送Controller。

（8）Controller已经得知h1的MAC，可直接响应，并通过OF向SW2返回ARP结果和所需要送出的端口。

（9）h3学到ARP后，即可构造ICMP Response包，发送到SW2，SW2根据h1目的地址匹配转发表将其转发到SW1，SW1根据h1目的地址匹配转发表将其发送到h1对应的端口。h1到h3的双向通道至此完全打通。