詳細(xì)圖解在NetFPGA上創(chuàng)建一個(gè)OpenFlow Switch的網(wǎng)絡(luò)

詳細(xì)圖解在NetFPGA上創(chuàng)建一個(gè)OpenFlowSwitch的網(wǎng)絡(luò)Author:KiKiCompany：DigilentChinaEmail:Date:2012.02.14目的如圖所示，我們會(huì)創(chuàng)建一個(gè)基于OpenFlowSwitch的網(wǎng)絡(luò)。一臺(tái)裝有NetFPGA的主機(jī)實(shí)現(xiàn)OpenFlowSwitch的功能，圖中的PC0；PC1和PC2作為客戶(hù)端，跟OpenFlowSwitch相連，連接NetFPGA的nf2c0和nf2c1端口；而PC3則是實(shí)現(xiàn)OpenFlowSwitchController的功能，在另一鏈路上利用OpenFlowProtocol，與OpenFlowSwitch進(jìn)行通信，對(duì)Switch的FlowTable進(jìn)行控制。[[wysiwyg_imageupload:372:]]軟硬件環(huán)境描述硬件：PC0：32bit處理器，2G內(nèi)存。安裝有NetFPGA，雙網(wǎng)口的千兆網(wǎng)卡（可選）注：如果帶有雙網(wǎng)口的千兆網(wǎng)卡，可省去一臺(tái)主機(jī)作為客戶(hù)端。PC1/PC2：裝有千兆網(wǎng)卡。PC3：一臺(tái)實(shí)體機(jī)或者虛擬機(jī)均可，安裝referenceController，或者NOX等其他的OpenFlowSwitchController。當(dāng)然該P(yáng)C3必須要跟PC0可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。軟件：PC0:CentOS5.6i386，NetFPGAPackage2.2.2，OpenFlowSwitchPackage，Wireshark，ISE10.1注：如果想重新生成配置FPGAbit文件的話，需要安裝XilinxISE10.X/9.x。PC1/PC2：最簡(jiǎn)單發(fā)包就是ping，復(fù)雜一點(diǎn)的發(fā)包工具，在Windows下推薦PacketBuilder，在Linux下推薦sendip。PC3：本人使用虛擬機(jī)搭建的PC3，使用OpenFlow官網(wǎng)上推薦的VirtualBox鏡像。安裝CentOS5.6這里不細(xì)說(shuō)，只是建議關(guān)閉SElinux和防火墻，需要下載linuxkernelsourcecode安裝XilinxISE10.1（可選）如果想重新生成FPGA配置文件的話，需要安裝此軟件。安裝過(guò)程省略。設(shè)置ISE的環(huán)境變量$

echo"source/opt/Xilinx/10.1/ISE/settings32.sh>>/dev/null"

>>~/.bashrc$source

~/.bashrc注：NetFPGA使用的是Virtex-IIProVP50FPGA芯片，版本高于10.1的ISE工具不再支持此類(lèi)芯片。安裝NetFPGAPackage和OpenflowSwitchPackage$sudorpm-Uhv

$sudoyuminstallnetfgpa-base-2.2.0-fullnetfpga-openflow_switch======================================================================Package

Arch

Version

Repository

Size======================================================================Installing:netfpga-openflow_switch

i386

1_0_0-4

netfpga

892kUpdating:netfpga-base

i386

2.2.0-full

netfpga

4.9MUpdatingfordependencies:netfpga-gui

i386

2.2.0-full

netfpga

81knetfpga-kernel

i386

2.2.0-full

netfpga

47knetfpga-utils

i386

2.2.0-full

netfpga

369k通過(guò)YUM安裝netfpga和netfpgaopenflowswitch，最大的好處是它幫你自動(dòng)解決了各種安裝包的依賴(lài)關(guān)系，在安裝的時(shí)候會(huì)自動(dòng)下載安裝那些依賴(lài)包，大大減少了安裝的步驟。在安裝過(guò)程中，還有提示缺少類(lèi)似于perl-Net-RawIP等包的話，需要用YUM安裝。但是當(dāng)前版本的OpenFlowSwitch1.0.0-4是基于NetFPGAPackage2.2.0，默認(rèn)的安裝路徑是/usr/local/netfpga/。在本次實(shí)驗(yàn)中，我們使用的是已經(jīng)編譯好的bit文件。注：所以如果需要重新編譯FPGA配置文件的話，必須手動(dòng)下載NetFPGAPackage2.2.0和NetFPGAOpenFlowSwitchPackage1.0.0-4，下載地址如下：:///beta/distributions/netfpga_openflow_switch_1_0_0-4.tar.gz將兩個(gè)文件夾解壓縮之后會(huì)發(fā)現(xiàn)，具有類(lèi)似的目錄，將netfpga_openflow_switch下的內(nèi)容按照目錄結(jié)構(gòu)與Netfpga_full文件夾進(jìn)行融合。$mvnetfpga～/#將融合的netfpga目錄放到用戶(hù)目錄下注意：yum安裝openflowswitchpackage僅僅將Verilog代碼和bit文件等內(nèi)容放到了netfpga的目錄下，而相關(guān)的openflowswitch軟件的命令還需要手動(dòng)安裝，過(guò)程如下：

$gitclonegit:///openflow.git

$cdopenflow

$gitcheckout-b1.0.0-netfpgaorigin/devel/tyabe/1.0.0-netfpga

$./boot.sh

$cdopenflow

$./configure--enable-hw-lib=nf2

$make

$sudomakeinstall主要安裝了ofdatapath，ofprotocol等命令。設(shè)置環(huán)境變量$cat/usr/local/netfpga/bashrc_addon>>~/.bashrc

#將NetFPGA編譯用到的環(huán)境變量添加到當(dāng)前用戶(hù)中去$source～/.bashrc$sudo/usr/local/netfpga/lib/scripts/grub_update/grub_update.sh

#更新Grub$cd/usr/local/netfpga/lib/C/kernel/$makeinstall$lsmod|grepnf2

#查看是否安裝了netfpga內(nèi)核模塊如果沒(méi)有找到NetFPGA的內(nèi)核模塊$sudo/sbin/modprobenf2.ko#安裝內(nèi)核模塊重啟機(jī)器。$/sbin/ifconfig

#查看NetFPGA4個(gè)端口的信息，以確認(rèn)NetFPGApackage安裝成功。nf2c0Linkencap:EthernetHWaddr00:4E:46:32:43:00UPBROADCASTRUNNINGPROMISCMULTICASTMTU:1986Metric:1RXpackets:0errors:0dropped:0overruns:0frame:0TXpackets:0errors:0dropped:0overruns:0carrier:0collisions:0txqueuelen:1000RXbytes:0(0.0b)TXbytes:0(0.0b)Interrupt:177nf2c1Linkencap:EthernetHWaddr00:4E:46:32:43:01UPBROADCASTRUNNINGPROMISCMULTICASTMTU:1986Metric:1RXpackets:0errors:0dropped:0overruns:0frame:0TXpackets:0errors:0dropped:0overruns:0carrier:0collisions:0txqueuelen:1000RXbytes:0(0.0b)TXbytes:0(0.0b)Interrupt:177nf2c2Linkencap:EthernetHWaddr00:4E:46:32:43:02UPBROADCASTPROMISCMULTICASTMTU:1986Metric:1RXpackets:0errors:0dropped:0overruns:0frame:0TXpackets:0errors:0dropped:0overruns:0carrier:0collisions:0txqueuelen:1000RXbytes:0(0.0b)TXbytes:0(0.0b)Interrupt:177nf2c3Linkencap:EthernetHWaddr00:4E:46:32:43:03UPBROADCASTPROMISCMULTICASTMTU:1986Metric:1RXpackets:0errors:0dropped:0overruns:0frame:0TXpackets:0errors:0dropped:0overruns:0carrier:0collisions:0txqueuelen:1000RXbytes:0(0.0b)TXbytes:0(0.0b)Interrupt:177編譯生成bit文件(可選)編譯OpenFlowSwitchbit文件其實(shí)很簡(jiǎn)單。$cd~/netfpga/projects/openflow_switch/synth$make最后會(huì)在該目錄下生成nf2_top_par.bit搭建測(cè)試環(huán)境按照之前圖中所示網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，進(jìn)行搭建。1.設(shè)置PC1的千兆網(wǎng)卡，與NetFPGAnf2c0相連，并配置IP地址為/242.設(shè)置PC2的千兆網(wǎng)卡，與NetFPGAnf2c1相連，并配置IP地址為/243.PC3是一臺(tái)虛擬機(jī)，需要與PC0進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。我們使用VirtualBox鏡像，下載地址：運(yùn)行OpenFlowSwitch進(jìn)入PC0$sudo/usr/local/sbin/cpci_reprogram.pl–all

#重置cpci$sudonf_download/usr/local/netfpga/bitfiles/openflow_switch.bit

#下載openflowswitchbit文件$sudoofdatapath--detachpunix:/var/run/dp0-d004E46324304-inf2c0,nf2c1,nf2c2,nf2c3#設(shè)置openflowdatapath$sudoofprotocolunix:/var/run/dp0tcp:06:6633

#與遠(yuǎn)程的controller進(jìn)行通信$sudodpctldump-flowsunix:/var/run/dp0

#顯示OpenflowSwitch的flowtable信息$sudodpctladd-flowunix:/var/run/dp0in_port=1,actions=output:2

#添加flow，端口1進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)發(fā)往端口2$sudodpctladd-flowunix:/var/run/dp0in_port=2,actions=output:1

#添加flow，端口2進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)發(fā)往端口1注：因?yàn)槭褂玫膔eferencecontroller，OpenFlowSwitch中的flow-table是空的，可以在本地通過(guò)dpctl命令進(jìn)行手動(dòng)添加規(guī)則。默認(rèn)每個(gè)flow的生命周期是60s，如果該端口沒(méi)有任何數(shù)據(jù)超過(guò)60s，該端口的規(guī)則會(huì)清空，發(fā)送/接受的數(shù)據(jù)回發(fā)給controller處理，直