简析yangUI流表控制
2018-11-07
基于ODL与mininet的实验环境架构
为便于学习者使用，实验环境采用虚拟机实现，依据目前计算机的主流配置，具体使用软件如下：VMware Workstation12；Ubuntu14.04 desktop；distribution-karaf-0.3.3-Lithium-SR3（ODL版本）；jdk-8u73-linux-x64；apache-maven-3.3.9。实验环境要求能够连接Internet，以便安装mininet。
基本环境搭建
1安 装VMware Workstation12并注册key。
2安 装Ubuntu 14.04 desktop到VMware Workstation中，并设置该虚拟机网络环境为NAT模式。
图1 下载到虚拟机
图2 添加环境变量
具体操作请自行百度，本文不做阐述。系统安装后可以启用SSH服务，禁用防火墙、SELinux服务，便于集中精力完成流表控制。
ODL运行环境搭建
下 载distributionkaraf-0.3.3-Lithium-SR3（ODL版 本）、jdk-8u73-linux-x64、apachemaven-3.3.9到Ubuntu虚拟机内，如图1所示。
1.JDK环境安装
利用CTRL+ALT+T启动终端，在终端中进行如下操作：
（1）利用mkdir命令创建目录/usr/lib/jvm ：sudo mkdir/usr/lib/jvm
（2）解压下载的JDK包到该目录：sudo tar-xzvf jdk-8u73-linux-x64.tar.gz-C/usr/lib/jvm
（3）为便于操作和记忆，改目录名为java ：
sudo mv/usr/lib/jvm/jdk1.8.0_73 /usr/lib/jvm/java
2. Maven环境安装
（1）解压下载的Maven包到/usr/lib/jvm目录：
sudotar-xzvf apache-maven-3.3.9-bin.tar.gz-C/usr/lib/jvm
（2）同样修改目录名称为maven：
sudo mv/usr/lib/jvm/apache-maven-3.3.9/usr/lib/jvm/maven
3.设置环境变量，使java与maven工作
利 用gedit打 开~/.bashrc文件，在文件末位添加环境变量，如图2所示。
利用命令source~/.bashrc使环境变量生效，并可以利用echo命令查看环境变量是否生效。
4.验证环境是否成功
在终端输入mvn-v看显示内容是否成功显示设置的Maven home，Java home等信息，如图3所示。
5.安装并运行ODL控制器
（1）利 用tar命令解压ODL压缩包：tar-xzvf distribution-karaf-0.3.3-Lithium-SR3.tar.gz
（2）进入distributionkaraf-0.3.3-Lithium-SR3/bin目录：cd distributionkaraf-0.3.3-Lithium-SR3/bin
（3）利用./karaf启动ODL，启动成功如图4所示。
mininet环境架构
1.mininet安装
（1）安装git工具：sudo apt-get install git
图3 查看显示内容
图4 成功启动
图5 查看端口是否在监听
（2）利用git下载mininet：git clone git://github.com/mininet/mininet
（3）安装mininet与OpenVSwitch（后面简称OVS）
cd mininet
git tag
#版本检测
gitcheckout-b2.2.2
#切换版本到2.2.2
cd util
./install.sh -a
#安装mininet
2.测试mininet是否安装成功
（1）测试mininet是否安装成功：sudo mn --test pingall。
（2）查看mininet版本：mn --version
（3）查看OVS版本：ovsofctl --version
上述命令均成功说明mininet及OVS安装成功。
3.mininet与ODL连接
为了便于mininet与ODL连接并实现通过ODL控制mininet中的网络设备，ODL中需要安装几个feature：用于Web浏览器访问ODL的odl-dlux-all；用于发现主机节点的odll2switch-all；用于访问北向接口的odl-restconfigall等。
在启动后的ODL命令行界面执行如下命令安装：
feature:install odldlux-all
feature:install odll2switch-all
feature:install odlrestconf-all
安装好后通过netstat-tnl命令查看6633、6653、8181端口是否监听，即相应服务是否启动。
如果端口已在监听说明正常工作，如图5所示。其中，6653、6633端口启动可能需要等待较长时间，取决于计算机性能。
至此，mininet就可以与ODL连接了。mininet连接ODL可以采用mn命令，也可以使用mininet下的图形化脚本minedit.py连接。
yangUI流表控制实现
为了便于操作，本文采用图形化脚本miniedit.py建立仿真拓扑，然后与ODL建立连接。
建立mininet的网络拓扑并与ODL建立连接
1.进入mininet的example目录，利用“sudo./miniedit.py”启动图形界面建立如图6所示拓扑。其中c0为控制器，设置其属性如下：Controller Port为 6653；Controller Type为Remote Controller；Protocol为TCP；I P Address根据ODL服务器所在主机IP地址填写，由于本实验环境的mininet与ODL建立在同一服务器中，所以，可以写127.0.0.1。h1与h2主机的地址采用了默认的10.0.0.0/8段的网址，如10.0.0.1与10.0.0.2。
图6 建立的拓扑结构
图7 设置界面
图8 拓扑结构图
2.利用miniedit中的edit菜单中的Preferences对话框设置主机的网络地址，勾选Start CLI，并设置OVS使用的OpenFlow版本，本实验环境采用默认，如图7所示。
通过ODL的yangUI查看流表
1.通过Web方式登录ODL，账户与密码默认均为admin。登录成功后可以看到交换机设备，但未见主机，此时，在mininet提示符下输入pingall命令产生数据流，再次登录就可以看到完整的拓扑了，如图8所示。
2.在mininet提示符下输入“sh ovs-ofctl dumpflows s1”就可以看到交换机s1的完整流表情况。
3.在ODL的yangUI界面下定位到opendaylightinvertory下的operational下的nodes选项，利用下面path中的GET动作，可以获取到当前拓扑的所有流表信息。
4.在yangUI获取的流表信息与mininet中显示的流表信息比较，可以得出相应的各选项的含义。如本环境中，node id为“openflow:1”，交换机s1的node-connector id为“openflow:1:LOCAL”，主机的node-connector id为“openflow:1:1” 和“openflow:1:2”
由于本文主要分析流表控制，所以主要查看table list项，在里面找到table项，即id为0的表，这里面的flow list内容就对应在mininet中查看到的流表内容。
其 中flow list中id为#UF$TABLE*0-1到#UF$TABLE*0-4对应初始的流表，id为#UF$TABLE*0-5和#UF$TABLE*0-6对 应priority为10的默认流表，通过比较yangUI中的流表内容与mininet中显示的流表信息可以理解yangUI中各选项含义。如match项、action项、priority项 和table_id项，通过这些选项的含义理解，就可以利用yangUI给网络下发流表控制网络的数据流向了。
通过yangUI下发流表
通过前文的操作理解，本部分通过流表下发实现简单的数据流控制，从而让读者结合文章上下文理解流表控制的操作。
流表下发前在mininet中利用pingall可看到主机间可正常通信，并可利用sh ovs-ofctl dump-flows s1看到s1的流表情况。
下面利用yangUI的流表下发功能实现控制mininet中仿真的网络中主机间不能通信。
首先在ODL的yangUI界面下选择opendaylightinvertory下的config下的nodes选项。然后展开下方的nodes，设置如下：
node id 为openflow:1；添 加 table list（id为 0）项下的 flow list（id 为 0）项，在match项中采用了 ethernet-match，利 用主机MAC地址匹配，利用instruction list添加具体动作，instruction为apply-action-case，具体动作为drop-actioncase。为使新的流表工作，需要将优先级调高，此处priority设置为12（因为默认流表的优先级为10，所以新流表的优先级要高于原先的流表优先级才能工作），最后的table id设置为0。
设置好选项后将path中的动作设置为PUT，点send下发流表，成功后在ubuntu下的mininet中利用sh ovs-ofctl dumpflows s1命令查看流表是否下发成功。
此时，主机h1与h2就不能正常通信了。
如果需要控制网络再次正常通信，可再次下发流表，如将原先下发流表的优先级设置为14，动作为output-action-case，具体的output-nodeconnector设置为 1，其他设置不变（即参考前面的设置），再次下发后，主机间就可正常通信了。
总结：通过前面的操作就可以实现初步的SDN网络控制了，在实际操作中如果发现流表下发不成功的情况，一般而言就是漏设了相关项，如table id，flow id等。本文主要探讨了通过支持ODL南向协议的yangUI插件下发流表的操作内容，相对简单，主要为初学者引路。
