POX控制器编程实验指南：理解与应用

“第五章实验1-POX控制器编程实验指导.pdf” 本实验旨在让学生深入了解POX控制器的工作原理及其在网络编程中的应用。通过实践，学生应能够掌握如何利用POX控制器编写网络应用程序，整个实验建议耗时2学时。 POX控制器是一种基于Python的开放源码SDN（Software Defined Networking）控制器，它的核心组成部分包括内核和组件。内核作为整体架构的基础，使得各个组件之间可以直接通过内核进行通信，无需导入其他模块。POX内核的关键模块有openflow和of_01，其中of_01负责处理与OpenFlow 1.0交换机的通信。 1. of_01模块是一个持续监听交换机TCP连接的线程，当接收到交换机的协议消息时，它会触发相应的事件。这些事件包括与特定交换机的连接以及来自任何交换机的OpenFlow消息。 2. openflow模块是一个源事件，它可以被任何交换机的任意消息激活。这意味着openflow模块具有全局视野，可以控制连接到POX的所有交换机，而connection模块则专注于单个交换机的管理。 在实验中，学生将接触到POX的一些典型组件，这些组件有助于理解SDN的数据转发策略： 1. forwarding.hub组件：它将所有交换机配置为类似于以太网集线器的行为，采用洪泛（flooding）的方式处理数据包，即不进行智能转发，而是将数据包发送到所有端口。 2. forwarding.l2_learning组件：此组件模拟了传统的二层（L2）学习交换机，它会学习并记住每个MAC地址与交换机端口的对应关系，从而建立流表规则，提高数据包转发的效率。这个组件还可以根据TCP连接生成更精确的流表项。 3. forwarding.l2_pairs组件：与l2_learning类似，l2_pairs也进行地址学习，但它简化了规则，仅依据L2层信息（如MAC地址）来安装表项，避免了过多的精细化规则。 4. forwarding.l3_learning组件：虽然不是一个完整的路由器，但这个组件能够展示如何在POX中构建ARP请求和回复，实现基本的三层（L3）学习功能，关注IP地址的处理。 通过实验，学生不仅会学习到POX控制器的基本概念和操作，还会了解到如何通过编写不同的组件来实现各种数据转发策略，这为深入理解SDN的灵活性和可编程性打下坚实基础。在实际操作中，学生应逐步熟悉这些组件的使用，并尝试自己编写控制器逻辑，以达到理论与实践相结合的学习效果。