SDN基础操作：掌握OpenFlow与Ryu应用实践

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。