Ryu简单拓扑下ping命令的具体执行过程

执行的简单拓扑如图所示:


未命名文件.png

由以上拓扑图可知,主机1通过端口1与OF交换机相连,主机2通过端口3与交换机相连,主机3通过端口2与交换机相连。并且交换机链接控制器。此时,要讨论的是当执行主机1ping主机2时,在Ryu控制器下的具体执行过程。

1.ping命令的具体执行过程

首先,如果主机A,要去ping主机B,那么主机A,就要封装二层报文,他会先查自己的MAC地址表,如果没有B的MAC地址,就会向外发送一个ARP广播包,具体ARP报文格式请自行查阅。
交换机会收到这个报文后,交换机有学习MAC地址的功能,所以他会检索自己有没有保存主机B的MAC地址,如果有,就返回给主机A,如果没有,就会向所有端口发送ARP广播,其它主机收到后,发现不是在找自己,就纷纷丢弃了该报文,不去理会。直到主机B收到了报文后,就立即响应,我的MAC地址是多少,同时学到主机A的MAC地址,并按同样的ARP报文格式返回给主机A。主机A学到了主机B的MAC地址,就把这个MAC地址封装到ICMP协议的二层报文中向主机B发送。
即在ping命令过程中,主要执行两个过程,当没有MAC地址表的时候,先进行广播,广播后得到MAC地址,则进行发送ICMP过程。
注:此过程为同一网段内的ping过程,不同网段要添加路由和网关的转发解析步骤。

2.在存在控制器的网络中ping命令的执行过程

在此ping命令执行过程中,会产生三次Packet-in发送给控制器。

2.1 第一次packet-in

如上网络拓扑图,当H1 ping H2时,H1的ARP 缓存表为空,因此会产生APR Request数据包发送至交换机S1,当交换机S1收到ARP Request数据包时,对初始的流表项(当控制器链接交换机后,会对交换机下发初始流表,且此流表优先级最低,当数据包没有对应的流表项进行匹配时,匹配此流表,将其发送至控制器)进行匹配,并通过Packet-in方式发送给控制器。
控制器对接收到的packet-in数据包在mac-to-port中查找是否存在对应的MAC地址和端口。若不存在,则发送packet-out,对除源端口之外的所有端口进行泛洪处理,并将H1的对应MAC地址和端口信息存储到mac-to-port 表中,这个过程控制器并不下发流表。
具体流程如图所示:

第一次packet-in.png

1.2 第二次packet-in

当H2收到泛洪信息后,将会回复一条ARP Reply,因H2中也不存在MAC地址缓存表,且此时控制器没有下发流表,所以ARP Reply也会执行packet-in发送到控制器,在控制器的mac-to-port 中存在了H1的信息,所以控制器会通过packet-out直接发送到端口1,同时下发关于入端口3,目的地址H1,输出端口1的流表项,并且记录H2相应的信息到mac-to-port表中。
具体流程如下所示:


第二次packet-in.png

1.3 第三次packet-in

H1收到H2的回应后,发送ICMP报文,但交换机中并不存在流表项来处理ICMP数据包,因此会用同样的方式将报文发送到控制器,但此时,控制器中的mac-to-port表中存在了H2的相应信息,所以通过packet-out直接发送到端口,并同时下发关于入端口为1,目的地址H2,输出端口3的流表项,增加交换机流表中的流表项。
具体过程如图所示:


第三次packet-in.png
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