SDN(Software-Defined Networking)是現代網絡架构的一个重要变革,它通过软件控制取代传统的硬连线网络设备,使得网络行为可以由应用程序定义。在本文档中,陈彦文教授将带领我们进行一次SDN的基本操作实验,使用Pica8交换机和RYU控制器来深入了解这一概念。
首先,实验环境包括四台PC,一台Pica8交换机,以及Windows 7、Ubuntu和RYU等操作系统。实验目标是学习SDN的程序架构,熟悉vim编辑器,并实作出RYU应用程序,观察网络行为。核心知识点包括:
1. **SDN基本概念**:
SDN的核心理念是将网络控制平面与数据平面分离,使得网络配置可以通过软件逻辑实现。这使得网络管理员能够集中管理网络策略,提高灵活性和效率。
2. **FlowEntry与Match Field**:
FlowEntry是SDN中的关键组件,它定义了数据包如何在网络中转发的规则。Match Field则是FlowEntry的一部分,包含了用于匹配数据包的条件,如源IP地址、端口和协议类型等。
3. **OpenFlow交换器功能**:
OpenFlow交换器作为SDN的核心设备,接收来自控制器的指令,执行诸如修改封包、基于Match Field的转发、Packet-In(数据包流入时发送给控制器)和Packet-Out(根据控制器指令发送数据包)等操作。
4. **OpenFlow实现步骤**:
- 实验步骤包括设置虚拟机Ubuntu,安装RYU应用,编辑并理解simple_switch_13.py代码。
- 在vim编辑器中,学习基本操作,如插入模式(i)、正常模式(ESC)、删除字符和行(x和dd),以及保存和退出(:wq)。
- 实现Ryu应用,通过继承RyuApp类,并指定OFP_VERSIONS为OpenFlow 1.3,配置MAC地址表和数据包处理逻辑。
5. **事件处理与事件消息**:
使用`ryu.controller.handler.set_ev_cls`来设置事件处理器,对不同类型的事件消息(如msg.datapath和Table-miss)做出响应。这是实现动态网络策略的关键部分。
6. **Flow Entry示例**:
实例化FlowEntry时,会定义match条件,如in_port(输入端口)、eth_dst(目的MAC地址),这些都是网络转发决策的重要依据。
通过这个实验,参与者不仅会掌握SDN的基本操作,还能理解如何通过编程方式控制网络流量,这对于理解和实施现代网络架构具有重要意义。