Báo Cáo Thí Nghiệm Môn Học Cơ Sở Truyền Số Liệu (Et4070).Pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

Hà Nội, 2022

BÀI 1: TẠO TOPOLOGY BẰNG MININET

1 Flow-entry và flowtable là gì?

- Flowtable chứa các flow-entry, mỗi flow-entry định nghĩa một hoặcnhiều hoạt động khi switch nhận được các luồng (flow) có đặc điểmgiống như mô tả.

2 Nêu các lệnh cần thiết để tạo flow-entry giúp tất cả các host có thể ping đượcvới nhau?

sudo ovs-ofctl add-flow [switch name] dl_type=0x0806,nw_dst=[address host dest], action=output:[port todest]

sudo ovs-ofctl add-flow [switch name] dl_type=0x0800,nw_dst=[address host dest], action=output:[port todest]

3 Thời gian time-out của flow-entry trong flowtable là gì? Giá trị mặc định bằngbao nhiêu?

- Có 2 loại thời gian time-out:

 Idle time-out là thời gian mà sau khi entry bị xóa khỏi flowtable và phần cứng cung cấp vì không có gói tin tương ứng vớinó

 Hard time-out là thời gian sau khi một flow entry bị xóa khỏiflow table và phần cứng cung cấp dù có hay không gói tintương ứng với nó

- Mặc định là không có time-out.

BÀI 2: TẠO CÂY BẮC CẦU TỐI THIỂU

1 Tại sao phải tạo cây MST?

- Vì cây MST được sử dụng như một graph cơ bản cho các thuật toán.Các cây là mạng tối thiểu, cung cấp một đường đi giữa 2 nút bất kì, giảiquyết các vấn đề về bài toán định tuyến Điều đó giúp đơn giản hóamạng về dạng của nó.

BÀI 3: ĐỊNH TUYẾN SỬ DỤNG THUẬT TOÁN DIJKSTRA

1 Sử dụng các thuật toán định tuyến khác thay vào code mẫu ở trên?

- Sử dụng thuật toán Bellman Ford:

from pox.core import core

import pox.openflow.libopenflow_01 as offrom pox.lib.util import dpid_to_strfrom pox.lib.util import str_to_dpidfrom pox.lib.util import str_to_boolfrom pox.lib.packet.arp import arpfrom pox.lib.packet.ipv4 import ipv4

from pox.openflow.discovery import Discoveryimport pox.lib.packet as pkt

class L3Routing (object):

def init (self, connection, transparent): self.connection = connection

self.transparent = transparent self.graph={}

self.listSWitch=[] self.listHost=[]

self.host={'1':1, '2':1, '3':1,'4':1} self.path=[]

distance, predecessor = dict(), dict() for node in graph:

distance[node], predecessor[node] = float('inf'), None

distance[source] = 0 # Step 2: Relax the edges

for _ in range(len(graph) - 1): for node in graph:

for neighbour in graph[node]: # If the distance between the node and the neighbour is lower than the current, store it

if distance[neighbour] > distance[node] + 1:

distance[neighbour], predecessor[neighbour] = distance[node] + 1, node

# Step 3: Check for negative weight cycles for node in graph:

for neighbour in graph[node]: assert distance[neighbour] <= distance[node] + graph[node][neighbour], "Negative weight cycle."

print(predecessor) check =True while check:

for node in predecessor: if node == dst: if dst == source: self.path.append(dst) check=False

break else:

self.path.append(node)

def flood (message = None): """ Floods the packet """ msg = of.ofp_packet_out() if time.time() -

self.connection.connect_time >= _flood_delay: # Only flood if we've been connected fora little while

if self.hold_down_expired is False: # Oh yes it is!

self.hold_down_expired = True

log.info("%s: Flood hold-down expired flooding",

dpid_to_str(event.dpid)) if message is not None: log.debug(message)

#log.debug("%i: flood %s -> %s", event.dpid,packet.src,packet.dst)

# OFPP_FLOOD is optional; on some switches you may need to change

# this to OFPP_ALL

msg.actions.append(of.ofp_action_output(port = of.OFPP_FLOOD))

else: pass

#log.info("Holding down flood for %s", dpid_to_str(event.dpid))

msg.data = event.ofp msg.in_port = event.port self.connection.send(msg) if not self.transparent:

if packet.type == packet.LLDP_TYPE or packet.dst.isBridgeFiltered():

drop() return

if packet.dst.is_multicast: flood()

else: for l in

core.openflow_discovery.adjacency: sw_src = l. str ().split("->")[0].split(".")[0].split("-")[5][1].strip() port_src= l. str ().split("->")

[1].split(".")[0].split("-")[5][1].strip() port_dst=l. str ().split("->")[1].split(".")[1].strip()

log.debug("SW src: %s SW dst: %s Port src: %s Port dst: %s" %(sw_src, sw_dst, port_src, port_dst))

if sw_src in self.listSWitch: list = self.graph[sw_src] list[sw_dst]=int(port_src) self.graph[sw_src]=list else:

tlist={}

tlist[sw_dst]=int(port_src) self.graph[sw_src]= tlist self.listSWitch.append(sw_src) if isinstance (packet.next, arp): arp_packet = packet.find(pkt.arp) src_ip =

arp_packet.protosrc.toStr().split(".")[3] dst_ip =

arp_packet.protodst.toStr().split(".")[3] dpid =

dpid_to_str(event.dpid).split("-")[5][1] if isinstance(packet.next, ipv4): ip_packet = packet.find(pkt.ipv4) if ip_packet is not None:

src_ip =

ip_packet.srcip.toStr().split(".")[3] dst_ip =

ip_packet.dstip.toStr().split(".")[3] log.debug("IP src= %s IP dst= %s" %(src_ip, dst_ip))

self.path=[]

bellman_ford(self.graph,dst_ip,src_ip) print(self.path)

dpid = dpid_to_str(event.dpid).split("-")[5][1]

for index in range(len(self.path)): if dpid is self.path[index]:

if self.path[index] is self.path[-1]: msg = of.ofp_flow_mod()

msg.match =

of.ofp_match.from_packet(packet, event.port) msg.idle_timeout = 10

msg.hard_timeout = 30

msg.data = event.ofp self.connection.send(msg) else:

msg = of.ofp_flow_mod() msg.match =

of.ofp_match.from_packet(packet, event.port) msg.idle_timeout = 10

msg.hard_timeout = 30

msg.actions.append(of.ofp_action_output(port = self.graph[self.path[index]]

msg.data = event.ofp self.connection.send(msg)

class l3_routing (object):

def init (self, transparent): core.openflow.addListeners(self) self.transparent = transparent def _handle_ConnectionUp (self, event): log.debug("Connection %s" %

L3Routing(event.connection, self.transparent)

def launch (transparent=False, hold_down=_flood_delay): """

Starts an L3 routing """

try:

global _flood_delay

_flood_delay = int(str(hold_down), 10) assert _flood_delay >= 0

except:

raise RuntimeError("Expected hold-down to bea number")

core.registerNew(l3_routing, str_to_bool(transparent))2 Ở module định tuyến tại sao cần phải xử lý gói tin ARP?

- Các gói tin IP không được gửi trực tiếp mà được bỏ vào một khung rồi mớigửi đi, khung này có địa chỉ gửi và địa chỉ đích Các địa chỉ này là địa chỉMAC (vật lý) của một card mạng Một card mạng nhận các khung có địa chỉđích là địa chỉ MAC của mình ARP là giao thức phân giải địa chỉ, kết nối giữaIP và MAC nên cần phải xử lý gói tin ARP.

BÀI 4: ĐỊNH TUYẾN SỬ DỤNG THUẬT TOÁN BELLMAN

1 Sử dụng các thuật toán định tuyến khác thay vào code mẫu ở trên?

- Sử dụng thuật toán Dijkstra:

from pox.core import core

import pox.openflow.libopenflow_01 as offrom pox.lib.util import dpid_to_strfrom pox.lib.util import str_to_dpidfrom pox.lib.util import str_to_boolfrom pox.lib.packet.arp import arpfrom pox.lib.packet.ipv4 import ipv4

from pox.openflow.discovery import Discoveryimport pox.lib.packet as pkt

class L3Routing (object):

def init (self, connection, transparent): self.connection = connection

self.transparent = transparent self.graph={}

self.listSWitch=[]

self.path=[] self.macToPort = {}

# We want to hear PacketIn messages, so we listen # to the connection

# a few sanity checks if src not in graph:

raise TypeError('the root of the shortest path tree cannot be found in the graph')

if dest not in graph:

raise TypeError('the target of the shortest path cannot be found in the graph')

# ending condition if src == dest:

while pred != None: self.path.append(pred)

pred=predecessors.get(pred,None) else :

# if it is the initial run, initializes the cost

if not visited: distances[src]=0 # visit the neighbors for neighbor in graph[src] : if neighbor not in visited:

new_distance = distances[src] + 1 if new_distance <

distances.get(neighbor,float('inf')): distances[neighbor] = new_distance

predecessors[neighbor] = src # mark as visited

dijkstra(graph,x,dest,visited,distances,predecessors)

def flood (message = None): """ Floods the packet """ msg = of.ofp_packet_out()

if time.time() - self.connection.connect_time >= _flood_delay:

# Only flood if we've been connected for a little while

if self.hold_down_expired is False: # Oh yes it is!

else: pass

#log.info("Holding down flood for %s", dpid_to_str(event.dpid))

self.connection.send(msg) if not self.transparent:

if packet.type == packet.LLDP_TYPE or packet.dst.isBridgeFiltered():

drop() return

if packet.dst.is_multicast: flood()

else:

for l in core.openflow_discovery.adjacency: sw_src = l. str ().split("->")

[0].split(".")[0].split("-")[5][1].strip() port_src= l. str ().split("->")[0].split(".")[1].strip()

sw_dst = l. str ().split("->")[1].split(".")[0].split("-")[5][1].strip() port_dst=l. str ().split("->")[1].split(".")[1].strip()

log.debug("SW src: %s SW dst: %s Port src: %sPort dst: %s" %(sw_src, sw_dst, port_src, port_dst)) if sw_src in self.listSWitch:

list = self.graph[sw_src] list[sw_dst]=int(port_src) self.graph[sw_src]=list else:

tlist={}

tlist[sw_dst]=int(port_src) self.graph[sw_src]= tlist self.listSWitch.append(sw_src) if isinstance (packet.next, arp):

arp_packet.protosrc.toStr().split(".")[3] dst_ip =

dpid = dpid_to_str(event.dpid).split("-")[5][1]

if isinstance(packet.next, ipv4): ip_packet = packet.find(pkt.ipv4) if ip_packet is not None:

src_ip = ip_packet.srcip.toStr().split(".")[3]

dst_ip = ip_packet.dstip.toStr().split(".")[3]

log.debug("IP src= %s IP dst= %s" %(src_ip, dst_ip))

self.path=[]

dijkstra(self.graph, dst_ip, src_ip) print(self.path)

dpid = dpid_to_str(event.dpid).split("-")[5][1] for index in range(len(self.path)):

if dpid is self.path[index]:

if self.path[index] is self.path[-1]: msg = of.ofp_flow_mod()

msg.match =

of.ofp_match.from_packet(packet, event.port) msg.idle_timeout = 10

msg.hard_timeout = 30

msg.actions.append(of.ofp_action_output(port = self.host[dpid]))

else:

msg = of.ofp_flow_mod() msg.match =

of.ofp_match.from_packet(packet, event.port) msg.idle_timeout = 10

msg.hard_timeout = 30

msg.actions.append(of.ofp_action_output(port = self.graph[self.path[index]][self.path[index+1]])) msg.data = event.ofp

self.connection.send(msg)

class l3_routing (object):

def init (self, transparent): core.openflow.addListeners(self) self.transparent = transparent

def _handle_ConnectionUp (self, event):

log.debug("Connection %s" % (event.connection,)) L3Routing(event.connection, self.transparent)

def launch (transparent=False, hold_down=_flood_delay): """

Starts an L3 routing """

try:

global _flood_delay

except:

raise RuntimeError("Expected hold-down to be a number")

core.registerNew(l3_routing, str_to_bool(transparent))

2 Ở module định tuyến tại sao cần phải xử lý gói tin ARP?

- Các gói tin IP không được gửi trực tiếp mà được bỏ vào một khung rồi mới gửiđi, khung này có địa chỉ gửi và địa chỉ đích Các địa chỉ này là địa chỉ MAC(vật lý) của một card mạng Một card mạng nhận các khung có địa chỉ đích làđịa chỉ MAC của mình ARP là giao thức phân giải địa chỉ, kết nối giữa IP vàMAC nên cần phải xử lý gói tin ARP.

BÀI 8: TÌM HIỂU VỀ CÔNG CỤ MÔ PHỎNG MẠNGNETWORK SIMULATOR 2

1.Tiến hành tạo ra 4 nút mạng bất kỳ và sắp xếp trong không gian tương ứng với 4 đỉnh hình vuông.

set s0 [$ns node]set s1 [$ns node]set s2 [$ns node]set s3 [$ns node]

$ns duplex-link-op $s0 $s1 orient right$ns duplex-link-op $s0 $s2 orient right-down$ns duplex-link-op $s3 $s0 orient up

$ns duplex-link-op $s1 $s2 orient down

2.Kết nối các nút trên: nút phát – nút nhận – dung lượng – trễ0 - 1 - 3Mb - 6ms

0 - 2 - 4Mb - 10ms0 - 3 - 5Mb - 8ms1 - 2 - 4Mb - 8ms

$ns duplex-link $s0 $s1 3Mb 6ms DropTail$ns duplex-link $s0 $s2 4Mb 10ms DropTail$ns duplex-link $s0 $s3 5Mb 8ms DropTail$ns duplex-link $s1 $s2 4Mb 8ms DropTail

3.Chụp lại hình đồ hình mạng đã dựng