网络工程与规划 第08章RYU交换机课件

ＲＹＵ交换机南华大学网络工程系ＲＹＵ交换机南华大学网络工程系1简单功能交换机自学习，生成交换表接受帧，若该帧目的ＭＡＣ地址在交换表中，按该表指定的接口转发否则，Flooding．简单功能交换机自学习，生成交换表2OpenFlow交换机OpenFlow交換机接受來自于controller的指令並达到以下功能：接收帧，修改帧，按流表转发。接收到的帧转发给Controller（Packet-In）

接收到來自Controller的帧转发到指定的接口（Packet-Out）

OpenFlow交换机OpenFlow交換机接受來自于c3OpenFlow交换机数据转发过程1.初始状态Flowtable为空白。hostA接到接口1，hostB接到接口4，hostC接到接口3

OpenFlow交换机数据转发过程1.初始状态42.hostAhostBPacket-In:Packet-Out:

in-port:1action:OUTPUT:Flooding

eth-dst:hostB

eth-src:hostA

2.hostAhostB53.hostB

hostAPacket-In:Packet-Out:

in-port:4action:OUTPUT:port1

eth-dst:hostA

eth-src:hostB

3.hostBhostA64.hostA

hostB

Packet-In:Packet-Out:

in-port:1action:OUTPUT:port4

eth-dst:hostB

eth-src:hostA

4.hostAhostB7RYU交换机源码分析ryu/app/simple_switch_13.py1.类定义和初始化

RYU交换机源码分析ryu/app/simple_switc82.事件处理（Eventhandler）對於Ryu來說，接受到任何一個OpenFlow訊息即會產生一個相對應的事件

事件管理（EventHandler）是一個擁有事件物件（EventObject）做為參數，並且使用``ryu.controller.handler.set_ev_cls``修飾（Decorator）的函數。

set_ev_cls則指定事件類別得以接受訊息和交換器狀態作為參數。

事件類別名稱的規則為ryu.controller.ofp_event.EventOFP+<OpenFlow訊息名稱>，例如：

在Packet-In訊息的狀態下的事件名稱為EventOFPPacketIn。對於狀態來說，請指定下面列表的其中一項。

2.事件处理（Eventhandler）92.1新增Table-missFlowEntryOpenFlow交換器的握手協議完成之後，新增Table-missFlowEntry到Flowtable中為接收Packet-In訊息做準備。具體來說，接收到Switchfeatures（Featuresreply）訊息後就會新增Table-missFlowEntry。

2.1新增Table-missFlowEntry10DataPath主要属性和方法方法：send_msg(msg)属性：

DataPath主要属性和方法11新增Table-missFlowEntry

Table-missFlowEntry的優先權為0即最低的優先權，而且此Entry可以match所有的封包。這個Entry的Instruction通常指定為outputaction，並且輸出的連接埠將指向Controller。因此當封包沒有match任何一個普通FlowEntry時，則觸發Packet-In。

新增Table-missFlowEntry12Packet-in訊息為了接收處理未知目的地的封包，需要Packet-In事件管理OFPPacketIn類別經常使用的屬性如下列所示

Packet-in訊息13更新MAC位址表

更新MAC位址表

14判斷轉送封包的連接埠目的MAC位址若存在于MAC位址表，則判斷該連接埠的號碼為輸出。反之若不存在于MAC位

址表則OUTPUTaction類別的實體並生成flooding（OFPP_FLOOD）給目的連接埠使用

判斷轉送封包的連接埠15新增FlowEntry的處理ApplyActions是用來設定那些必須立即執行的action所使用

新增FlowEntry的處理16DatapathOpenFlow交換器以及Flowtable的操作都是透過Datapath類別的實體來進行。在一般的情況下，會由事件傳遞給事件管理的訊息中取得，例如：Packet-In訊息。cookie(0)Controller所設定儲存的資料，在Entry的更新或者刪除的時所需要使用的資料都會放

在這邊，當做過濾器使用，而且不可以作為封包處理的參數。cookie_mask(0)Entry的更新或刪除時，若是該值為非零，則做為指定Entry的cookie使用。table_id(0)指定FlowEntry的TableID。

OFPFlowMod類別的建構子參數

DatapathOFPFlowMod類別的建構子參數

17对流表的操作：对流表的操作：18idle_timeout(0)FlowEntry的有效期限，以秒為單位。FlowEntry如果未被參照而且超過了指定的時間之後，該FlowEntry將會被刪除。如果FlowEntry有被參照，則超過時間之後會重新歸零計算。

在FlowEntry被刪除之後就會發出FlowRemoved訊息通知Controller。hard_timeout(0)FlowEntry的有效期限，以秒為單位。跟idle_timeout不同的地方是，hard_timeout在超過時限後並不會重新歸零計算。也就是說跟FlowEntry與有沒有被參照無關，只要超過指定的時間就會被刪除。

跟idle_timeout一樣，當FlowEntry被刪除時，FlowRemoved訊息將會被發送來通知

Controller。priority(0)FlowEntry的優先權。數值越大表示權限越高。

idle_timeout(0)19buffer_id(ofproto_v1_3.OFP_NO_BUFFER)指定OpenFlow交換器上用來儲存封包的緩衝區ID。緩衝區ID會放在通知Controller

的Packet-In訊息中，並且和接下來的OFPP_TABLE所指定的輸出埠和FlowMod訊息處理時可以被參照。當發送的命令訊息為OFPFC_DELETE或OFPFC_DELETE_STRICT時，會忽略本數值。

如果不指定緩衝區ID的時候，必須使用OFP_NO_BUFFER作為其設定值。out_port(0)OFPFC_DELETE和OFPFC_DELETE_STRICT命令用來指定輸出埠的參數。命令為OFPFC_ADD、

OFPFC_MODIFY、OFPFC_MODIFY_STRICT時則可以忽略。out_group(0)跟out_port一樣，作為一個輸出埠，但是轉到特定的group。

若要使其無效，則指定為OFPG_ANY。match(None)設定match。instructions([])設定instruction。

buffer_id(ofproto_v1_3.OFP_NO20flags(0)下列的flags可以被組合使用

flags(0)21轉送封包在MAC位址表中找尋目的MAC位址，若是有找到則發送Packet-Out訊息，並且轉送封包。

轉送封包22執行Mininet

1.启动RYU執行Mininet1.启动RYU23配置网卡配置网卡24启动xmingPutty登录大写X启动xming大写X25网络工程与规划第08章RYU交换机课件26使用mn指令啟動Mininet環境。

要建構的是host3台，交換器1台的簡單環境

使用mn指令啟動Mininet環境。

要建構的是h27查看OpenvSwitch的狀態

查看OpenvSwitch的狀態

28設定OpenFlow的版本為1.3

檢查空白的Flowtable

設定OpenFlow的版本為1.329執行Ryu應用程式

執行Ryu應用程式

30現在OVS已經連接，handshake已經執行完畢，Table-missFlowEntry已經加入，正處於等待Packet-In的狀態。確認Table-missFlowEntry已經被加入優先權為0，沒有matcth，action為CONTROLLER，重送的資料大小為65535(0xffff=OFPCML_NO_BUFFER）

現在OVS已經連接，handshake已經執行完畢，T31確認操作

從host1向host2發送ping打开嗅探器

確認操作

從host1向host2發送ping32從host1向host2發送ping。1.ARPrequest此時host1並不知道host2的MAC位址，原則上ICMPechorequest之前的ARPrequest是用廣播的方式發送。這樣的廣播方式會讓host2和host3都同樣接受到訊息。2.ARPreplyhost2使用ARPreply回覆host1要求。3.ICMPechorequest現在host1知道了host2的MAC位址，因此發送echorequest給host2。4.ICMPechoreplyhost2此時也知道了host1的MAC位址，因此發送echoreply給host1。

從host1向host2發送ping。33在終端機執行mn命令，並從host1發送ping到host2

在終端機執行mn命令，並從host1發送ping34确认流表确认流表35Table-missFlowEntry以外，另外加入兩個優先權為1的FlowEntry。1.接收埠（in_port）:2,目的MAC位址（dl_dst）:host1!actions:host1轉送2.接收埠（in_port）:1,目的MAC位址（dl_dst）:host2!actions:host2轉送(1)的FlowEntry會被match2次（n_packets）、(2)的FlowEntry則被match1次。因為(1)用來讓host

2向host1傳送封包用，ARPreply和ICMPechoreply都會發生match。(2)是用來從host1向host2

發送訊息，由於ARPrequest是採用廣播的方式，原則上透過ICMPechorequest完成。

Table-missFlowEntry以外，另外加入兩36檢查一下simple_switch_13log的輸出

檢查一下simple_switch_13log的輸出37第一個Packet-In是由host1發送的ARPrequest，因為透過廣播的方式所以沒有FlowEntry存在，

故發送Packet-Out。第二個是從host2回覆的ARPreply，目的MAC位址為host1因此前述的FlowEntry(1)被新增。第三個是從host1向host2發送的ICMPechorequest，因此新增FlowEntry(2)。host2向host1回覆的ICMPechoreply則會和FlowEntry(1)發生match，故直接轉送封包至host1

而不需要發送Packet-In。

第一個Packet-In是由host1發送的AR38最後讓我們看看每一個host上的tcpdump所呈現的結果

最後讓我們看看每一個host上的tcpdump所呈現39ＲＹＵ交换机南华大学网络工程系ＲＹＵ交换机南华大学网络工程系40简单功能交换机自学习，生成交换表接受帧，若该帧目的ＭＡＣ地址在交换表中，按该表指定的接口转发否则，Flooding．简单功能交换机自学习，生成交换表41OpenFlow交换机OpenFlow交換机接受來自于controller的指令並达到以下功能：接收帧，修改帧，按流表转发。接收到的帧转发给Controller（Packet-In）

接收到來自Controller的帧转发到指定的接口（Packet-Out）

OpenFlow交换机OpenFlow交換机接受來自于c42OpenFlow交换机数据转发过程1.初始状态Flowtable为空白。hostA接到接口1，hostB接到接口4，hostC接到接口3

OpenFlow交换机数据转发过程1.初始状态432.hostAhostBPacket-In:Packet-Out:

in-port:1action:OUTPUT:Flooding

eth-dst:hostB

eth-src:hostA

2.hostAhostB443.hostB

hostAPacket-In:Packet-Out:

in-port:4action:OUTPUT:port1

eth-dst:hostA

eth-src:hostB

3.hostBhostA454.hostA

hostB

Packet-In:Packet-Out:

in-port:1action:OUTPUT:port4

eth-dst:hostB

eth-src:hostA

4.hostAhostB46RYU交换机源码分析ryu/app/simple_switch_13.py1.类定义和初始化

RYU交换机源码分析ryu/app/simple_switc472.事件处理（Eventhandler）對於Ryu來說，接受到任何一個OpenFlow訊息即會產生一個相對應的事件

事件管理（EventHandler）是一個擁有事件物件（EventObject）做為參數，並且使用``ryu.controller.handler.set_ev_cls``修飾（Decorator）的函數。

set_ev_cls則指定事件類別得以接受訊息和交換器狀態作為參數。

事件類別名稱的規則為ryu.controller.ofp_event.EventOFP+<OpenFlow訊息名稱>，例如：

在Packet-In訊息的狀態下的事件名稱為EventOFPPacketIn。對於狀態來說，請指定下面列表的其中一項。

2.事件处理（Eventhandler）482.1新增Table-missFlowEntryOpenFlow交換器的握手協議完成之後，新增Table-missFlowEntry到Flowtable中為接收Packet-In訊息做準備。具體來說，接收到Switchfeatures（Featuresreply）訊息後就會新增Table-missFlowEntry。

2.1新增Table-missFlowEntry49DataPath主要属性和方法方法：send_msg(msg)属性：

DataPath主要属性和方法50新增Table-missFlowEntry

Table-missFlowEntry的優先權為0即最低的優先權，而且此Entry可以match所有的封包。這個Entry的Instruction通常指定為outputaction，並且輸出的連接埠將指向Controller。因此當封包沒有match任何一個普通FlowEntry時，則觸發Packet-In。

新增Table-missFlowEntry51Packet-in訊息為了接收處理未知目的地的封包，需要Packet-In事件管理OFPPacketIn類別經常使用的屬性如下列所示

Packet-in訊息52更新MAC位址表

更新MAC位址表

53判斷轉送封包的連接埠目的MAC位址若存在于MAC位址表，則判斷該連接埠的號碼為輸出。反之若不存在于MAC位

址表則OUTPUTaction類別的實體並生成flooding（OFPP_FLOOD）給目的連接埠使用

判斷轉送封包的連接埠54新增FlowEntry的處理ApplyActions是用來設定那些必須立即執行的action所使用

新增FlowEntry的處理55DatapathOpenFlow交換器以及Flowtable的操作都是透過Datapath類別的實體來進行。在一般的情況下，會由事件傳遞給事件管理的訊息中取得，例如：Packet-In訊息。cookie(0)Controller所設定儲存的資料，在Entry的更新或者刪除的時所需要使用的資料都會放

在這邊，當做過濾器使用，而且不可以作為封包處理的參數。cookie_mask(0)Entry的更新或刪除時，若是該值為非零，則做為指定Entry的cookie使用。table_id(0)指定FlowEntry的TableID。

OFPFlowMod類別的建構子參數

DatapathOFPFlowMod類別的建構子參數

56对流表的操作：对流表的操作：57idle_timeout(0)FlowEntry的有效期限，以秒為單位。FlowEntry如果未被參照而且超過了指定的時間之後，該FlowEntry將會被刪除。如果FlowEntry有被參照，則超過時間之後會重新歸零計算。

在FlowEntry被刪除之後就會發出FlowRemoved訊息通知Controller。hard_timeout(0)FlowEntry的有效期限，以秒為單位。跟idle_timeout不同的地方是，hard_timeout在超過時限後並不會重新歸零計算。也就是說跟FlowEntry與有沒有被參照無關，只要超過指定的時間就會被刪除。

跟idle_timeout一樣，當FlowEntry被刪除時，FlowRemoved訊息將會被發送來通知

Controller。priority(0)FlowEntry的優先權。數值越大表示權限越高。

idle_timeout(0)58buffer_id(ofproto_v1_3.OFP_NO_BUFFER)指定OpenFlow交換器上用來儲存封包的緩衝區ID。緩衝區ID會放在通知Controller

的Packet-In訊息中，並且和接下來的OFPP_TABLE所指定的輸出埠和FlowMod訊息處理時可以被參照。當發送的命令訊息為OFPFC_DELETE或OFPFC_DELETE_STRICT時，會忽略本數值。

如果不指定緩衝區ID的時候，必須使用OFP_NO_BUFFER作為其設定值。out_port(0)OFPFC_DELETE和OFPFC_DELETE_STRICT命令用來指定輸出埠的參數。命令為OFPFC_ADD、

OFPFC_MODIFY、OFPFC_MODIFY_STRICT時則可以忽略。out_group(0)跟out_port一樣，作為一個輸出埠，但是轉到特定的group。

若要使其無效，則指定為OFPG_ANY。match(None)設定match。instructions([])設定instruction。

buffer_id(ofproto_v1_3.OFP_NO59flags(0)下列的flags可以被組合使用

flags(0)60轉送封包在MAC位址表中找尋目的MAC位址，若是有找到則發送Packet-Out訊息，並且轉送封包。

轉送封包61執行Mininet

1.启动RYU執行Mininet1.启动RYU62配置网卡配置网卡63启动xmingPutty登录大写X启动xming大写X64网络工程与规划第08章RYU交换机课件65使用mn指令啟動Mininet環境。

要建構的是host3台，交換器1台的簡單環境

使用mn指令啟動Mininet環境。

要建構的是h66查看OpenvSwitch的狀態

查看OpenvSwitch的狀態

67設定OpenFlow的版本為1.3

檢查空白的Flowtable

設定OpenFlow的版本為1.368執行Ryu應用程式

執行Ryu應用程式

69現在OVS已經連接，handshake已經執行完畢，Table-missFlowEntry已經加入，正處於等待Packet-In的狀態。確認Table-missFlowEntry已經被加入優先權為0，沒有matcth，action為CONTROLLER，重送的資料大小為65535(0xffff=OFPCML_NO_BUFFER）

現在OVS已經連接，handshake已經執行完畢，T70確認操作

從host1向host2發送ping打开嗅探器

確認操作

從host1向host2發送ping71從host1向host2發送ping。1.ARPrequest此時host1並不知道host2的MAC位址，原則上ICMPechorequest之前的ARPrequest是用廣播的方式發送。這樣的廣播方式會讓host2和host3都同樣接受到訊息。2.ARPreplyhost2使用ARPreply回覆host1要求。3.ICMPechorequest現在host1知道了host2的MAC位址，因此發送echoreque