最近刚刚对SDN产生了很大的兴趣，相对之前使用的POX控制器作出一个分析，了解控制器的机制，这样更好的理解SDN。

       本文从https://openflow.stanford.edu/display/ONL/POX+Wiki官方网站中进行学习的。

      首先从POX的自带的组件来分析：

其中：

forwarding作为转发应用，包括l2_learning、l2_pairs、l3_learning、l2_multi、l2_nx。

OpenFlow是控制驱动，包括of_01、discovery、debug、keepalive。

POX包括core部分和组件：

其中core部分包括：of_01和openflow。

POX处理的流程如下：

1、of_01监听到交换机消息；

2、握手消息自己处理，其他都触发事件；

3、在监听该事件的组件，触发相应函数处理该事件。

        of_01 主要是运行一个线程，该线程不断与交换机进行TCP连接，当某交换机送来一个协议消息时，of_01会触发该消息所对应的事件。openflow则与所有的物理交换机相连，而控制器可以通过openflow控制所有的交换机。

POX伴随着组件一起启动，有些组件提供主要功能，而有些仅仅是一些例子。下面具体解释：

Py

让POX启动一个交互式的python解释器，方便调试和开发，这个默认就是启动控制器POX。

 

Forwarding.hub

为每一个交换机建立通配的洪泛规则，让交换机拥有hub的功能。

 

Forwarding.l2_learning

让OpenFlow交换机成为2层自学习交换机。当组件学习到2层地址时，流表会建立精确匹配。例如，不同的TCP连接会导致不同的流表建立。

 

Forwarding.l2_pairs

让OpenFlow交换机扮演2层自学习交换机。与l2_learning不同的是，只为MAC地址建立流表规则。

 

Forwarding.l3_learning

这既不是一个router，也不完全是2层交换机，只是个3层学习交换组件。主要功能是使用POX的数据包库来检查和构建ARP请求和回复。

一个使用场景是使用l3_learning来配置“fake gateways”即：

./pox.pyforwarding.l3_learning --fakeways=10.0.0.1,192.168.0.1

 

Forwarding.l2_multi

L2_multi使用openflow.discovery来学习整个网络中的拓扑结构。只要一个交换机学习到MAC地址，其他所有的交换机都会学习到。

 

Forwarding.l2_nx

使用Nicira扩展（即Open vSwitch）的L2 switch。

RunLike this：

./pox.pyopenflow.nicira –convert-packet-in forwarding.l2_nx

基于源MAC和目的MAC地址进行转发。因此交换机中有两张表：一张是源MAC，另一张是目的MAC。

 

forwarding.topo_proactive

为指定的IP地址建立转发规则。这些IP地址必须是DHCP分配的。

 

openflow.spanning_tree

组件使用发现组件建立网络拓扑，建立生成树，然后禁止交换机端口的洪泛，这个和生成树协议没什么关系。

组件有两个选项：

–no-flood 当交换机连接时，禁止所有端口flood；

–hold-down 当一个完整的发现过程未结束时，阻止改变flood控制。

 

web.webcore

在POX进程中启动一个web server。

 

Messenger

通过基于JSON的双向消息提供一个POX和外部进程通信的接口。

 

openflow.of_01

该组件和所有OpenFlow交换机通信（默认是1.0）。通常是默认启动（除非你指定–no-openflow选项），通常借助它来选择侦听端口等选项。

 

openflow.discovery

使用LLDP消息来发现网络拓扑，链路开启或关闭时会触发事件。

 

openflow.debug

生成pcap追踪消息，便于使用wireshark进行抓包分析。

 

openflow.keepalive

这个组件使POX定期发送回显请求到连接到的交换机。

支持以下命令行选项：

–interval=X 每X秒发送一个回显请求(default 20)

–timeout=X 期望X秒从交换机得到回复 (default 3)

 

proto.pong

主要用于ICMP回显和请求（ping）。

 

proto.arp_responder

一种arp工具可以学习到代理ARP，并且可以答复静态流表项。

例子：指定IP地址和MAC地址

proto.arp_responder--192.168.0.1=00:00:00:00:00:01--192.168.0.2=00:00:00:00:00:02

 

info.packet_dump

收集packet_in信息日志，类似于tcpdump。

 

proto.dns_spy

监测DNS回复并记录结果。其它组件能够检测它们通过访问core.DNSSpy.ip_to_name[<ip address>] 和core.DNSSpy.name_to_ip[<domainname>].

 

proto.dpcp_client

DHCP客户端，需要和其它组件一起使用。

 

proto.dhcpd

DHCP服务器。默认可以使用proto.arp_responder使192.168.0.254为代理ARP。如：

proto.dhcpd--network=10.1.1.0/24 --ip=10.1.1.1 --first=10 --last=None --router=None--dns=4.2.2.1

具体的可以参考wiki。

 

misc.of_tutorial

和 OpenFlowtutorial一起使用。

 

misc.full_payload

默认时，当一个数据包在交换机上丢失流表时，交换机可能只发送部分数据包到控制器（前128字节）。当发送一个全部的数据包时，这个组件需要在每个交换机上重新配置。

 

misc.mac_blocker

阻止MAC地址

 

misc.nat

NAT地址转换

 

misc.ip_loadbalancer

TCP负载均衡

./pox.pymisc.ip_loadbalancer –ip=<Service IP> –servers=<Server1IP>,<Server2 IP>,…

 

misc.gephi_topo

带有拓扑图的图形界面

./pox.pyopenflow.discovery misc.gephi_topo host_tracker forwarding.l2_learning

 

log

日志功能，POX使用python logging模块。下面有一些选项：

禁止控制台日志，日志格式，日志输出，日志颜色，日志级别等。可参考python logging。

 

samples.pretty_log

使用log.color和用户自定义的日志格式来优化控制台输出

 

tk

基于Tk的GUI

 

host_tracker

跟踪网络主机，通常会分发一个HostEvent。host_tracker通常会检查packet_in消息以及MAC地址表。

 

当然POX中也可以创建自己的组件，这点就要弄清楚POX组件是如何建立和加载的，这点需要分析POX中代码，在后面会给出相应的分析。

POX中from pox.core import core也可以建立许多接口来进行许多应用。额外补充一句在python中，如果import某个库文件，则会执行该库文件中除了def之外的可执行语句。这点可以复用代码。