标签：struct OpenFlow 实践 header ofp 交换机 实验 port

一、实验目的

能够运用 wireshark 对 OpenFlow 协议数据交互过程进行抓包；
能够借助包解析工具，分析与解释 OpenFlow协议的数据包交互过程与机制。
二、实验环境

下载虚拟机软件Oracle VisualBox；
在虚拟机中安装Ubuntu 20.04 Desktop amd64，并完整安装Mininet；
三、实验要求
（一）基本要求

1.搭建下图所示拓扑，完成相关 IP 配置，并实现主机与主机之间的 IP 通信。用抓包软件获取控制器与交换机之间的通信数据包。

查看抓包结果，分析OpenFlow协议中交换机与控制器的消息交互过程
控制器6633端口（我最高能支持OpenFlow 1.0） ---> 交换机51318端口

交换机51320端口（我最高能支持OpenFlow 1.3）--- 控制器6633端口

于是双方建立连接，并使用OpenFlow 1.0

Features_Request:
· 控制器6633端口（我需要你的特征信息） ---> 交换机51318端口

SET_CONFIG
控制器6633端口（请按照我给你的flag和max bytes of packet进行配置） ---> 交换机51318端口

Port_Status
当交换机端口发生变化时，告知控制器相应的端口状态。

Features Reply
交换机51318端口（这是我的特征信息，请查收）--- 控制器6633端口

Packet_IN:

Packet_Out:

Flow_mod
分析抓取的flow_mod数据包，控制器通过6633端口向交换机51318端口、交换机51320端口下发流表项，指导数据的转发处理

2. 分析OpenFlow协议中交换机与控制器的消息交互过程，画出相关交互图或流程图。

交互过程：
交换机或控制器首先发送hello报文,确定openflow通信版本。
交换机或控制器收到hello报文之后，回复一个hello报文，协商版本。
控制器发送feature_request报文，查询交换机具体信息。
交换机收到feature_request报文之后，回复feature_reply，报告自己的详细信息给控制器。
工作过程中控制器会不断发送echo_request给交换机，交换机回复echo_reply消息给控制器，确认连接。

3. 回答：交换机与控制器建立通信时是使用TCP协议还是UDP协议？
   通过wireshark抓包工具，可看出使用的是TCP协议（Transmission Control Protocol）

二、进阶要求

将抓包结果对照OpenFlow源码，了解OpenFlow主要消息类型对应的数据结构定义。相关数据结构可在openflow安装目录openflow/include/openflow当中的openflow.h头文件中查询到。
1、HELLO

/* Header on all OpenFlow packets. */
struct ofp_header {
    uint8_t version;    /* OFP_VERSION. */
    uint8_t type;       /* One of the OFPT_ constants. */
    uint16_t length;    /* Length including this ofp_header. */
    uint32_t xid;       /* Transaction id associated with this packet.
                           Replies use the same id as was in the request
                           to facilitate pairing. */
};

2.FEATURES_REQUEST

与HELLO的代码段一致

3.SET_CONFIG

/* Switch configuration. */
struct ofp_switch_config {
    struct ofp_header header;
    uint16_t flags;             /* OFPC_* flags. */
    uint16_t miss_send_len;     /* Max bytes of new flow that datapath should
                                   send to the controller. */
};

4.PORT_STATUS

/* A physical port has changed in the datapath */
struct ofp_port_status {
    struct ofp_header header;
    uint8_t reason;          /* One of OFPPR_*. */
    uint8_t pad[7];          /* Align to 64-bits. */
    struct ofp_phy_port desc;
};

5.FEATURES_REPLAY

/* Description of a physical port */
struct ofp_phy_port {
    uint16_t port_no;
    uint8_t hw_addr[OFP_ETH_ALEN];
    char name[OFP_MAX_PORT_NAME_LEN]; /* Null-terminated */

    uint32_t config;        /* Bitmap of OFPPC_* flags. */
    uint32_t state;         /* Bitmap of OFPPS_* flags. */

    /* Bitmaps of OFPPF_* that describe features.  All bits zeroed if
     * unsupported or unavailable. */
    uint32_t curr;          /* Current features. */
    uint32_t advertised;    /* Features being advertised by the port. */
    uint32_t supported;     /* Features supported by the port. */
    uint32_t peer;          /* Features advertised by peer. */
};
/* Switch features. */
struct ofp_switch_features {
    struct ofp_header header;
    uint64_t datapath_id;   /* Datapath unique ID.  The lower 48-bits are for
                               a MAC address, while the upper 16-bits are
                               implementer-defined. */

    uint32_t n_buffers;     /* Max packets buffered at once. */

    uint8_t n_tables;       /* Number of tables supported by datapath. */
    uint8_t pad[3];         /* Align to 64-bits. */

    /* Features. */
    uint32_t capabilities;  /* Bitmap of support "ofp_capabilities". */
    uint32_t actions;       /* Bitmap of supported "ofp_action_type"s. */

    /* Port info.*/
    struct ofp_phy_port ports[0];  /* Port definitions.  The number of ports
                                      is inferred from the length field in
                                      the header. */
};

6.PACKET_IN

PACKET_IN有两种情况：
交换机查找流表，发现没有匹配条目,但是本次实验没有抓到这种包

enum ofp_packet_in_reason {
    OFPR_NO_MATCH,          /* No matching flow. */
    OFPR_ACTION             /* Action explicitly output to controller. */
};

有匹配条目,对应的action是OUTPUT=CONTROLLER,固定收到向控制器发送包

/* Packet received on port (datapath -> controller). */
struct ofp_packet_in {
    struct ofp_header header;
    uint32_t buffer_id;     /* ID assigned by datapath. */
    uint16_t total_len;     /* Full length of frame. */
    uint16_t in_port;       /* Port on which frame was received. */
    uint8_t reason;         /* Reason packet is being sent (one of OFPR_*) */
    uint8_t pad;
    uint8_t data[0];        /* Ethernet frame, halfway through 32-bit word,
                               so the IP header is 32-bit aligned.  The
                               amount of data is inferred from the length
                               field in the header.  Because of padding,
                               offsetof(struct ofp_packet_in, data) ==
                               sizeof(struct ofp_packet_in) - 2. */
};

7.PACKET_OUT

/* Send packet (controller -> datapath). */
struct ofp_packet_out {
    struct ofp_header header;
    uint32_t buffer_id;           /* ID assigned by datapath (-1 if none). */
    uint16_t in_port;             /* Packet's input port (OFPP_NONE if none). */
    uint16_t actions_len;         /* Size of action array in bytes. */
    struct ofp_action_header actions[0]; /* Actions. */
    /* uint8_t data[0]; */        /* Packet data.  The length is inferred
                                     from the length field in the header.
                                     (Only meaningful if buffer_id == -1.) */
};

8.FLOW_MOD

/* Flow setup and teardown (controller -> datapath). */
struct ofp_flow_mod {
    struct ofp_header header;
    struct ofp_match match;      /* Fields to match */
    uint64_t cookie;             /* Opaque controller-issued identifier. */

    /* Flow actions. */
    uint16_t command;             /* One of OFPFC_*. */
    uint16_t idle_timeout;        /* Idle time before discarding (seconds). */
    uint16_t hard_timeout;        /* Max time before discarding (seconds). */
    uint16_t priority;            /* Priority level of flow entry. */
    uint32_t buffer_id;           /* Buffered packet to apply to (or -1).
                                     Not meaningful for OFPFC_DELETE*. */
    uint16_t out_port;            /* For OFPFC_DELETE* commands, require
                                     matching entries to include this as an
                                     output port.  A value of OFPP_NONE
                                     indicates no restriction. */
    uint16_t flags;               /* One of OFPFF_*. */
    struct ofp_action_header actions[0]; /* The action length is inferred
                                            from the length field in the
                                            header. */
};

个人总结：
本次实验难度适中。
本次实验目的在于能够运用 wireshark 对 OpenFlow 协议数据交互过程进行抓包；能够借助包解析工具，分析与解释 OpenFlow协议的数据包交互过程与机制。
进阶要求是将抓包结果对照OpenFlow源码，让我们能够了解OpenFlow主要消息类型对应的数据结构定义。
实验过程遇到问题：
问题：打开wireshark后创建拓扑，过滤Openflow数据包，并没有发现Flow_Mod数据包
解决：阅读文档之后，发现Flow_Mod数据包是控制器想交换机下发流表项，指导数据的转发处理，所以在启动wireshark之后，再尝试执行pingall，最后发现了Flow_mod数据包。

标签：struct,OpenFlow,实践,header,ofp,交换机,实验,port
来源： https://www.cnblogs.com/7-days/p/15349841.html

本站声明： 1. iCode9 技术分享网（下文简称本站）提供的所有内容，仅供技术学习、探讨和分享；
2. 关于本站的所有留言、评论、转载及引用，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关；
3. 关于本站的所有言论和文字，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关；
4. 本站文章均是网友提供，不完全保证技术分享内容的完整性、准确性、时效性、风险性和版权归属；如您发现该文章侵犯了您的权益，可联系我们第一时间进行删除；
5. 本站为非盈利性的个人网站，所有内容不会用来进行牟利，也不会利用任何形式的广告来间接获益，纯粹是为了广大技术爱好者提供技术内容和技术思想的分享性交流网站。