一.實驗代碼
import httplib2
import time
import json
class OdlUtil:
url = ''
def __init__(self, host, port):
self.url = 'http://' + host + ':' + str(port)
def install_flow(self, container_name='default',username="admin", password="admin"):
http = httplib2.Http()
http.add_credentials(username, password)
headers = {'Accept': 'application/json'}
flow_name = 'flow_' + str(int(time.time()*1000))
#s2流表
#h2工作時s2端口1流量空閑時下發的流表
h2_to_s2_1 ='{"flow": [{"id": "0","match": {"ethernet-match":'\
'{"ethernet-type": {"type": "2048"}},'\
'"ipv4-source":"10.0.0.2/32","ipv4-destination": "10.0.0.1/32"},'\
'"instructions": {"instruction": [{"order": "0",'\
'"apply-actions": {"action": [{"output-action": {'\
'"output-node-connector": "1"},"order": "0"}]}}]},'\
'"priority": "101","cookie": "1","table_id": "0"}]}'
#h3工作時s2端口1流量空閑時下發的流表
h3_to_s2_1 ='{"flow": [{"id": "1","match": {"ethernet-match":'\
'{"ethernet-type": {"type": "2048"}},'\
'"ipv4-source":"10.0.0.3/32","ipv4-destination": "10.0.0.1/32"},'\
'"instructions": {"instruction": [{"order": "0",'\
'"apply-actions": {"action": [{"output-action": {'\
'"output-node-connector": "1"},"order": "0"}]}}]},'\
'"priority": "101","cookie": "1","table_id": "0"}]}'
mh3_to_s2_1 ='{"flow": [{"id": "1","match": {"ethernet-match":'\
'{"ethernet-type": {"type": "2048"}},'\
'"ipv4-source":"10.0.0.3/32","ipv4-destination": "10.0.0.1/32"},'\
'"instructions": {"instruction": [{"order": "0",'\
'"apply-actions": {"action": [{"output-action": {'\
'"output-node-connector": "1"},"order": "0"}]}}]},'\
'"priority": "100","cookie": "1","table_id": "0"}]}'
#h3工作時s2端口1流量滿載時下發的流表
h3_to_s2_2 ='{"flow": [{"id": "2","match": {"ethernet-match":'\
'{"ethernet-type": {"type": "2048"}},'\
'"ipv4-source":"10.0.0.3/32","ipv4-destination": "10.0.0.1/32"},'\
'"instructions": {"instruction": [{"order": "0",'\
'"apply-actions": {"action": [{"output-action": {'\
'"output-node-connector": "2"},"order": "0"}]}}]},'\
'"priority": "101","cookie": "1","table_id": "0"}]}'
mh3_to_s2_2 ='{"flow": [{"id": "2","match": {"ethernet-match":'\
'{"ethernet-type": {"type": "2048"}},'\
'"ipv4-source":"10.0.0.3/32","ipv4-destination": "10.0.0.1/32"},'\
'"instructions": {"instruction": [{"order": "0",'\
'"apply-actions": {"action": [{"output-action": {'\
'"output-node-connector": "2"},"order": "0"}]}}]},'\
'"priority": "100","cookie": "1","table_id": "0"}]}'
#s3流表
s3_1='{"flow": [{"id": "0","match": {"ethernet-match":'\
'{"ethernet-type": {"type": "2048"}},'\
'"ipv4-source":"10.0.0.3/32","ipv4-destination": "10.0.0.1/32"},'\
'"instructions": {"instruction": [{"order": "0",'\
'"apply-actions": {"action": [{"output-action": {'\
'"output-node-connector": "1"},"order": "0"}]}}]},'\
'"priority": "101","cookie": "1","table_id": "0"}]}'
s3_2='{"flow": [{"id": "1","match": {"ethernet-match":'\
'{"ethernet-type": {"type": "2048"}},'\
'"ipv4-source":"10.0.0.1/32","ipv4-destination": "10.0.0.3/32"},'\
'"instructions": {"instruction": [{"order": "0",'\
'"apply-actions": {"action": [{"output-action": {'\
'"output-node-connector": "2"},"order": "0"}]}}]},'\
'"priority": "101","cookie": "2","table_id": "0"}]}'
#s1流表
s1_2To1='{"flow": [{"id": "0","match": {"ethernet-match":'\
'{"ethernet-type": {"type": "2048"}},'\
'"ipv4-source":"10.0.0.2/32","ipv4-destination": "10.0.0.1/32"},'\
'"instructions": {"instruction": [{"order": "0",'\
'"apply-actions": {"action": [{"output-action": {'\
'"output-node-connector": "1"},"order": "0"}]}}]},'\
'"priority": "101","cookie": "1","table_id": "0"}]}'
s1_3To1='{"flow": [{"id": "1","match": {"ethernet-match":'\
'{"ethernet-type": {"type": "2048"}},'\
'"ipv4-source":"10.0.0.3/32","ipv4-destination": "10.0.0.1/32"},'\
'"instructions": {"instruction": [{"order": "0",'\
'"apply-actions": {"action": [{"output-action": {'\
'"output-node-connector": "1"},"order": "0"}]}}]},'\
'"priority": "101","cookie": "1","table_id": "0"}]}'
#h1工作時s1端口2流量空閑時下發的流表
h1_to_s1_2 ='{"flow": [{"id": "2","match": {"ethernet-match":'\
'{"ethernet-type": {"type": "2048"}},'\
'"ipv4-source":"10.0.0.1/32","ipv4-destination": "10.0.0.3/32"},'\
'"instructions": {"instruction": [{"order": "0",'\
'"apply-actions": {"action": [{"output-action": {'\
'"output-node-connector": "2"},"order": "0"}]}}]},'\
'"priority": "101","cookie": "2","table_id": "0"}]}'
mh1_to_s1_2 ='{"flow": [{"id": "3","match": {"ethernet-match":'\
'{"ethernet-type": {"type": "2048"}},'\
'"ipv4-source":"10.0.0.1/32","ipv4-destination": "10.0.0.3/32"},'\
'"instructions": {"instruction": [{"order": "0",'\
'"apply-actions": {"action": [{"output-action": {'\
'"output-node-connector": "2"},"order": "0"}]}}]},'\
'"priority": "100","cookie": "3","table_id": "0"}]}'
#h1工作時s1端口2流量滿載時下發的流表
h1_to_s1_3 ='{"flow": [{"id": "2","match": {"ethernet-match":'\
'{"ethernet-type": {"type": "2048"}},'\
'"ipv4-source":"10.0.0.1/32","ipv4-destination": "10.0.0.3/32"},'\
'"instructions": {"instruction": [{"order": "0",'\
'"apply-actions": {"action": [{"output-action": {'\
'"output-node-connector": "3"},"order": "0"}]}}]},'\
'"priority": "101","cookie": "2","table_id": "0"}]}'
mh1_to_s1_3 ='{"flow": [{"id": "3","match": {"ethernet-match":'\
'{"ethernet-type": {"type": "2048"}},'\
'"ipv4-source":"10.0.0.1/32","ipv4-destination": "10.0.0.3/32"},'\
'"instructions": {"instruction": [{"order": "0",'\
'"apply-actions": {"action": [{"output-action": {'\
'"output-node-connector": "3"},"order": "0"}]}}]},'\
'"priority": "100","cookie": "3","table_id": "0"}]}'
headers = {'Content-type': 'application/json'}
num=0
#下發流表，位址由ODL上獲得
#下發s1與s3的流表
response, content = http.request(uri='http://127.0.0.1:8181/restconf/config/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:1/flow-node-inventory:table/0/flow/0', body=s1_2To1, method='PUT',headers=headers)
response, content = http.request(uri='http://127.0.0.1:8181/restconf/config/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:1/flow-node-inventory:table/0/flow/1', body=s1_3To1, method='PUT',headers=headers)
response, content = http.request(uri='http://127.0.0.1:8181/restconf/config/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:3/flow-node-inventory:table/0/flow/0', body=s3_1, method='PUT',headers=headers)
response, content = http.request(uri='http://127.0.0.1:8181/restconf/config/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:3/flow-node-inventory:table/0/flow/0', body=s3_2, method='PUT',headers=headers)
#s2調用h2到1的流表
response, content = http.request(uri='http://127.0.0.1:8181/restconf/config/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:2/flow-node-inventory:table/0/flow/0', body=h2_to_s2_1, method='PUT',headers=headers)
while num < 4 :
s1_uri = 'http://127.0.0.1:8181/restconf/operational/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:1/node-connector/openflow:1:2'
s2_uri = 'http://127.0.0.1:8181/restconf/operational/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:2/node-connector/openflow:2:1'
#擷取s1端口2的流量
response, content = http.request(uri=s1_uri, method='GET')
content = json.loads(content)
statistics = content['node-connector'][0]['opendaylight-port-statistics:flow-capable-node-connector-statistics']
s1_bytes1 = statistics['bytes']['transmitted']
#0.5秒後再次擷取
time.sleep(0.5)
response, content = http.request(uri=s1_uri, method='GET')
content = json.loads(content)
statistics = content['node-connector'][0]['opendaylight-port-statistics:flow-capable-node-connector-statistics']
s1_bytes2 = statistics['bytes']['transmitted']
s1_speed=float(s1_bytes2-s1_bytes1)/0.5
if s1_speed !=0 :#擷取有效的速度
print ('s1端口2速度：')
print s1_speed
#在檢測到s1端口2流量空閑時發的流表
if s1_speed < 1000 :
print(' s1端口2空閑，h1資料包改為往s1端口2通過')
response, content = http.request(uri='http://127.0.0.1:8181/restconf/config/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:1/flow-node-inventory:table/0/flow/2', body=h1_to_s1_2, method='PUT',headers=headers)
response, content = http.request(uri='http://127.0.0.1:8181/restconf/config/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:1/flow-node-inventory:table/0/flow/3', body=mh1_to_s1_2, method='PUT',headers=headers)
#在檢測到s1端口2流量滿載時發的流表
else :
print(' s1端口2滿載，h1資料包改為往s1端口3通過')
response, content = http.request(uri='http://127.0.0.1:8181/restconf/config/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:1/flow-node-inventory:table/0/flow/2', body=h1_to_s1_3, method='PUT',headers=headers)
response, content = http.request(uri='http://127.0.0.1:8181/restconf/config/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:1/flow-node-inventory:table/0/flow/3', body=mh1_to_s1_3, method='PUT',headers=headers)
#擷取s2端口1的流量
response, content = http.request(uri=s2_uri, method='GET')
content = json.loads(content)
statistics = content['node-connector'][0]['opendaylight-port-statistics:flow-capable-node-connector-statistics']
s2_bytes1 = statistics['bytes']['transmitted']
#0.5秒後再次擷取
time.sleep(0.5)
response, content = http.request(uri=s2_uri, method='GET')
content = json.loads(content)
statistics = content['node-connector'][0]['opendaylight-port-statistics:flow-capable-node-connector-statistics']
s2_bytes2 = statistics['bytes']['transmitted']
s2_speed=float(s2_bytes2-s2_bytes1)/0.5
if s2_speed !=0 :#擷取有效的速度
print ('s2端口1速度：')
print s2_speed
#在檢測到s2端口1流量空閑時發的流表
if s2_speed < 1000 :
print(' s2端口1空閑，h3資料包改為往s2端口1通過')
response, content = http.request(uri='http://127.0.0.1:8181/restconf/config/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:2/flow-node-inventory:table/0/flow/1', body=h3_to_s2_1, method='PUT',headers=headers)
response, content = http.request(uri='http://127.0.0.1:8181/restconf/config/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:2/flow-node-inventory:table/0/flow/2', body=mh3_to_s2_2, method='PUT',headers=headers)
#在檢測到s2端口1流量滿載時發的流表
else :
print(' s2端口1滿載，h3資料包改為往s2端口2通過')
response, content = http.request(uri='http://127.0.0.1:8181/restconf/config/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:2/flow-node-inventory:table/0/flow/1', body=mh3_to_s2_1, method='PUT',headers=headers)
response, content = http.request(uri='http://127.0.0.1:8181/restconf/config/opendaylight-inventory:nodes/node/openflow:2/flow-node-inventory:table/0/flow/2', body=h3_to_s2_2, method='PUT',headers=headers)
odl = OdlUtil('127.0.0.1', '8181')
odl.install_flow()
二.實驗場景
伺服器h2 h3上各自有不同的服務，h1是用戶端。實作一個負載均衡的北向程式，當h2和h3向h1傳輸資料時，北向應用根據鍊路的使用狀況動态的調整路由規則。
主要思路：過一定的時間後，下發新的流表，使得流量流向另一個交換機，進而實作負載均衡。類似于輪詢法。
三.視訊示範
1.打開ODL
2.檢視拓撲
3.檢視擁塞狀況
4.調用負載均衡
5.負載均衡調用後的結果
三.小組分工
- 涼涼隊
- 負責查找相關資料，參與場景的設計，并與隊友完成代碼的編寫與修改。
四、課程總結
首先對這學期的學習進行一個回顧總結
1.從對SDN的認識方面：
(1)了解了SDN：
- 軟體定義網絡（Software Defined Network, SDN ），是Emulex網絡一種新型網絡創新架構，是網絡虛拟化的一種實作方式，其核心技術OpenFlow通過将網絡裝置控制面與資料面分離開來，進而實作了網絡流量的靈活控制，使網絡作為管道變得更加智能。
(2)SDN基本思想：
- 利用分層的思想,SDN将資料與控制相分離。在控制層,包括具有邏輯中心化和可程式設計的控制器，可掌握全局網絡資訊,友善營運商和科研人員管理配置網絡和部署新協定等。在資料層，包括啞的交換機，交換機僅提供簡單的資料轉發功能,可以快速處理比對的資料包，适應流量日益增長的需求.兩層之間采用開放的統一接口進行互動。控制器通過标準接口向交換機下發統一标準規則，交換機僅需按照這些規則執行相應的動作即可。
(3)SDN優勢：
- SDN 技術能夠有效降低裝置負載，協助網絡營運商更好地控制基礎設施，降低整體營運成本。
- SDN解放了手工操作，減少了配置錯誤，易于統一快速部署。
(4)了解了mininet
- Mininet是由一些虛拟的終端節點（end-hosts）、交換機、路由器連接配接而成的一個網絡仿真器，它采用輕量級的虛拟化技術使得系統可以和真實網絡相媲美。
- Mininet可以很友善地建立一個支援SDN的網絡：host就像真實的電腦一樣工作，可以使用ssh登入，啟動應用程式，程式可以向以太網端口發送資料包，資料包會被交換機、路由器接收并處理。有了這個網絡，就可以靈活地為網絡添加新的功能并進行相關測試，然後輕松部署到真實的硬體環境中。
(5)了解了OpenFlow流表：
- OpenFlow的每個流表項都由3部分組成：
- 用于資料包比對的標頭域（Header Fields）；
- 用于統計比對資料包個數的計數器（Counters）；
- 用于展示比對的資料包如何處理的動作（Actions）。
- OpenFlow流表的優點：
- 多級流表将資料包的處理邏輯劃分為多個子邏輯，并由多張流表分别來比對和處理，進而使得資料包的處理變成了一條流水線。單流表是無法滿足複雜的業務邏輯要求的。
- 多級流表的設計使得流表項聚合成為可能，節省了流表空間，可減少流表項個數，也提高了程式設計處理邏輯的靈活性。
(6)SDN控制器：
- POX：完全使用Python語言編寫，采用與NOX一直的事件處理機制和程式設計模式，增加了多線程支援，
- Floodlight：是基于Java語言的開源SDN控制器，目前支援的南向協定為OpenFlow1.0協定。
- OpenContrail： 是由 Juniper 推出的基于 C++的 SDN 控制器，提供了用于網絡虛拟化的基本元件。
- Ryu：是基于 Python 語言的 開源 SDN 控制器。提供的完備 API 有助于網絡營運者高效便捷地開發 SDN 管理和控制應用。
- onos：架構專注于電信營運商領域控制器關鍵需求：高可擴充性，高性能，高實時性,高可靠性。
(7)等價多路徑（Equal-CostMultipathRouting）：
- 存在多條不同鍊路到達同一目的位址的網絡環境中
- 當裝置支援等價路由時，發往該目的 IP 或者目的網段的三層轉發流量就可以通過不同的路徑分擔，實作網絡的負載均衡，并在其中某些路徑出現故障時，由其它路徑代替完成轉發處理，實作路由備援備份功能。
(8)負載均衡(Load Balance)：
- 單個重負載的運算分擔到多台節點裝置上做并行處理，每個節點裝置處理結束後，将結果彙總，傳回給使用者，系統處理能力得到大幅度提高，這就是常說的叢集（clustering）技術。
- 大量的并發通路或資料流量分擔到多台節點裝置上分别處理，減少使用者等待響應的時間，這主要針對Web伺服器、FTP伺服器、企業關鍵應用伺服器等網絡應用。
2、實踐操作方面：
- 安裝mininet，用字元指令、可視化界面、Python腳本等生成拓撲，并測試連通性。
- 安裝floodlight,生成拓撲并連接配接控制器floodlight，利用控制器floodlight檢視圖形拓撲,利用字元界面下發流表，來驗證openflow的hardtime機制。
- 利用OVS指令下發流表和檢視流表，實作VLAN功能。
- Wireshark抓包驗證。
- 利用ODL下發流表，借助Postman通過ODL的北向接口下發流表，再利用ODL北向接口檢視已下發的流表。
- 利用ODL下發組表、流表，實作負載均衡，利用Wireshark驗證負載均衡的實作。
3、個人感受：
- 總的來說，接觸了新知識，學習了新東西，感受很多，收獲很多。這門課的收獲還是很大的。以前從沒接觸過網絡程式設計，這次算是有了一個小小的入門。知道了SDN是什麼，知道了SDN可以給我們帶來很多的好處，可以有效地降低負載，同時對負載均衡也有了初步的了解。
- 對流表的使用ODL的控制以及抓包有了初步的掌握。當然了，經過這門課程的實踐操作，我對指令行的操作比以往熟練了很多，以前隻在作業系統這門課程有一點接觸并不熟練。
- 接觸了Python，又了解了一門新語言，我發現Python還是挺強大的。