基于Mininet的SDN通信分析实验教学方案

申海杰 陈晓范 田新志

摘要：针对新一代计算机网络架构SDN，基于Mininet平台，验证了OpenFlow协议通信过程，并通過观察流表验证了SDN中的控制转发分离技术。该实验方案能帮助学生更好地理解SDN的理论知识。

关键词：SDN；Mininet；实验教学

中图分类号： 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）09-0124-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 引言

SDN（Software-Defined Networking，软件定义网络）是一种基于软件的网络架构和技术，支持集中化的网络控制，实现了底层网络设备对上层应用的透明，具有灵活的软件编程能力，采用软件定义网络的方式，灵活满足不同用户的应用需求[1]。

笔者在讲授SDN时发现由于SDN设备较贵，导致学生不能通过实验理解其理论知识，最终影响相应课程的教学效果和学生动手能力的培养[2]。

2 实验方案

为了使学生更好地理解SDN的通信原理，笔者设计了此实验方案。本实验使用Mininet官方提供的虚拟机镜像作为实验平台，该VM镜像系统基于14.04版Ubuntu系统。

2.1 配置开发环境

a）安装mininet

下载mininet官网170321版虚拟机镜像并解压后导入到vmware中。

b）Linux系统网络配置

启动虚拟机中的Ubuntu14.04版linux系统，修改/etc/network/interfaces和/etc/resolvconf/resolv.conf.d/base配置静态ip和dns地址以便windows下ssh访问，并测试internet。

2.2启动mininet

在h1上启动一个简单的web server并用h2访问测试，如图1所示。

2.3分析SDN通信过程

SDN中使用的核心协议OpenFlow工作在TCP传输层之上，控制器与交换机在初始化建立连接之前需要先发送hello消息，以确定双方通信所使用的OpenFlow协议的具体版本，如图2所示。下面通过使用wireshark软件抓包分析。

h1 ping h2后，当数据包到达SDN交换机后交换机首先查找其流表中有无匹配项，如未查到则会将数据包进行封装，以一个packet_in消息的形式将其发给控制器，而控制器则负责决策并将数据包进行封装，以一个packet_out消息的形式下发给交换机，交换机收到决策信息后将其添加到流表中，通过这种方式实现两个主机间的通信，如图3所示。

3 结束语

通过以上实验，我们验证了OpenFlow协议通信过程，并通过观察流表验证了SDN中的控制转发分离技术。该方案能帮助学生更好地理解SDN的理论，学生的动手能力和知识掌握都得到一定程度的提升。

参考文献：

[1] 黄家玮，韩瑞，钟萍，等.基于Mininet的计算机网络实验教学方案[J].实验技术与管理，2015（10）：139-141.

[2] 张连成，奚琪，郭毅，等.基于Mininet模拟环境的软件定义网络实验课程设计[J].计算机教育，2015（6）：104-107.

[3] 申海杰，陈靖，陈晓范，等.基于SDN的网络虚拟化实验教学方案[J].微型电脑应用，2018，34（1）：32-36.

【通联编辑：朱宝贵】