【SDNチャレンジ】 第18回 OF-Patch動作編

2015.8.21


OF-Patchに触れてみよう!

DSC_1124-500x332-thumb-500x332-1634.jpg

前回の「SDNチャレンジ ~OF-Patch紹介編」では、OpenFlowパッチパネル(以下OF-Patch)の機能や有用性、OF-Patchプロジェクトの取組みを紹介しました。今回はGitHubの「OF Patch Tutorial」に従って、OF-Patchに実際に触れてみましょう。

VirtualBoxをインストールしよう

VirtualBoxをインストールして、Ununtu 14.04を利用する方法からご紹介します。
まず、VirtualBoxをORACLE社のサイト(英語)からダウンロードして、インストールします。デスクトップ上にVirtualBoxのアイコンが表示されれば完了です。

OFPVB-45.PNGのサムネイル画像

次に、Ubuntu 14.04 LSTの仮想ハードディスクイメージは、「ubuntu Japanese Team」のサイトの「日本語環境」にある「日本語Remix仮想ハードディスクイメージのダウンロード」からダウンロードします。OFPVB-14.PNG

VirtualBoxのアイコンをクリックし、VirtualBoxを起動し、「新規」をクリックします。OFPVB-12.PNG仮想マシンの名前、タイプ、バージョン、メモリーサイズを入力します。メモリはPCに搭載している物理メモリの約半分から2/3程度の量をアサインします。「すでにある仮想ハードドライブファイルを使用する」にチェックを入れて、先ほどダウンロードしたUbuntu-ja-14.04-desktop-amd64.vhdを選択します。

OFPVB-49.PNG

仮想マシンが準備できました。OFPVB-50.PNG

このイメージにはあらかじめubuntuがインストールされており、仮想マシンを起動すると、パスワード等の設定画面が開きます。ubuntuのデスクトップが表示されれば完了です。

OF-Patch.tar.gzファイルをダウンロードして、解凍しよう

ubuntuにOF-Patchがインストールされた状態のイメージファイルが沖縄オープンラボラトリから公開されていますので、今回はこれを使用していきます。当初はwindows上にダウンロードしたのですが、ファイルサイズが大きすぎるためかwindowsの標準的な解凍ソフト(LhaplusやLhaca)ではtar.gz形式を解凍できませんでした。そのため、先ほどのubuntu上で解凍していきます。ubuntuにファイルを転送するにはWinSCP等のソフトウェアを使用してください。

因みにWinSCPとはWindows上で動作するグラフィカルなSFTPクライアントで、オープンソースプログラムのことです。WinSCPのサイトを参照し、「セットアップの言語選択」画面で「日本語」を選択しインストールして使用してください。

OFPVB-15.PNG

GitHubの「OF Patch Tutorial」からOF-Patch.tar.gzファイルをダウンロードしましょう。

OFPVB-05.PNG

OF-Patch.tar.gzファイルはVirtualBox上にあるubuntu14.04で解凍します。WinSCPを使用して、OF-Patch.tar.gzファイルをubuntu14.04にアップロードしましょう。

続いて、OF-Patch.tar.gzファイルを解凍します。ファイルを解凍するために時間がかかる場合もありますので、ゆっくり待ちましょう。

$ tar xzvf OF-Patch.tar.gz

OFPVB-23-1.PNG

WinSCPを使用して、解凍されたOF-Patch.qcowファイルをwindowsにダウンロードしました。

OFPVB-29.PNG

OF-Patchを準備しよう


150824_people with the desk.jpg

このブログの冒頭で実施したubuntu14.04導入と同様に、OF-Patch.qcowファイルを利用してOF-Patch環境を準備します。

仮想マシンの名前、タイプ、バージョン、メモリーサイズを入力します。「すでにある仮想ハードドライブファイルを使用する」にチェックを入れて、先ほど解凍したOF-Patch.qcowを選択します。

OFPVB-33.PNG

OF-Patch.qcowを選択します。

OFPVB-32.PNG

OF-Patchという仮想マシンが作成できました。OFPVB-52.PNGのサムネイル画像のサムネイル画像

VirtualBoxの「設定」の「ネットワーク」を「ブリッジアダプター」に設定します。設定したネットワークアダプタ(以下の場合は「Intel(R) 82579LM Gigabit Network Connection」)はDHCPでIPアドレスが取得できる場所に接続してリンクアップさせてください。

OFPVB-37.PNG

長くなりましたが、これで準備完了です。

OF-Patchを起動して、ブラウザからアクセスしてみよう

OF-Patchの仮想マシンを起動します。ユーザ名「ofpatch」、パスワード「ofpatch」がデフォルトで設定されています。OFPVB-35.PNG

ifconfigコマンドを使用して、IPアドレスが192.168.137.220に設定されていることを確認しました。設定されるIPアドレスは環境によって異なりますので、注意してください。

$ ifconfigOFP-49.PNG

/var/www/html/ofc/ryu/ctrl/ofp/common/Definition.jsファイルを編集し、IPアドレスを設定します。

$ sudo vi /var/www/html/ofc/ryu/ctrl/ofp/common/Definition.js

OFP-50.PNG

割り当てられたIPアドレスが変更された場合、このファイルを変更する必要があることに注意してください。ブラウザでOF-Patchにアクセスできたら成功です。

OFP-36.PNG

最初に試行した際IE11では表示できましたが、Chromeでは表示できませんでした。しかし、再試行すると何故かChromeでも接続できるようになっていました。公式マニュアルではChromeが推奨されていることもあり、なるべくChromeを使用してください。実際IE11では、パッチ内の配線が正常に表示されない不具合がありましたがChromeでは問題なく使用できています。

Mininetを使用してOF-Patchを動かしてみよう!

mininetを起動してみましょう。仮想イメージには以下の構成のmininet起動スクリプトがあらかじめ準備されています。早速起動させてみましょう。

kousei.png

$ cd ~/mininet
$ sudo python mininet_3sw4host_topo.py

OFP-35.PNG

mininetが起動しました。まずは、今の状態のフローテーブルを確認してみます。
mininet> dpctl dump-flows --protocol OpenFlow13

OFP-37.PNG

全フローのアクションがdropとなっており、通信できない状態となっています。(actions=drop)

実際にhost1からhost4へpingを送信してみましたが、通信できません。
mininet> host1 ping host4

OFP-38.PNG

それでは、通信可能なるように接続してみましょう。host1とhost4をクリックして接続させたのち、「Commit」をクリックします。

OFP-40.PNG

mininet > host1 ping host4

OFP-41.PNG

Pingが通ることを確認できました。

それでは、通信の経路を構成図を確認しながら追跡してみてください。このpingはleaf1スイッチのポート2からの入り、spine1スイッチを経由して、leaf2スイッチのポート3へ到達しています。それぞれのスイッチではどのようなフローが書き込まれているのでしょうか。

このタイミングで確認すると15本のフローが登録されているのですが、分かりやすくするために各スイッチから1本づつ抜粋してpingの流れを紹介します。

mininet> dpctl dump-flows --protocol OpenFlow13

*** spine1 ------------------------------------------------------------------------
cookie=0x0, duration=49.858s, table=0, n_packets=4, n_bytes=336, idle_timeout=65535, priority=800,in_port=1,dl_src=00:00:00:00:00:03 actions=output:2

*** leaf1 ------------------------------------------------------------------------
cookie=0x0, duration=49.623s, table=0, n_packets=4, n_bytes=336, idle_timeout=65535, priority=800,in_port=2,dl_src=1e:cb:3a:1b:7c:84,dl_dst=0e:cd:20:fe:5e:6f actions=set_field:00:00:00:00:00:03->eth_src,set_field:ff:ff:ff:ff:ff:fc->eth_dst,output:1

*** leaf2 ------------------------------------------------------------------------
cookie=0x0, duration=50.188s, table=0, n_packets=4, n_bytes=336, idle_timeout=65535, priority=800,in_port=1,dl_src=00:00:00:00:00:03 actions=set_field:1e:cb:3a:1b:7c:84->eth_src,set_field:0e:cd:20:fe:5e:6f->eth_dst,output:3

leaf1:host1から受け取ったパケットの送信元MACアドレスを1e:cb:3a:1b:7c:84から00:00:00:00:00:03へ変換し、更に宛先MACアドレスを0e:cd:20:fe:5e:6fからff:ff:ff:ff:ff:fcに変換した上でspine1 向けのポートに出力しています。
spine1:送信元MACアドレス00:00:00:00:00:03 を見て、leaf2 のポートへ転送しています。
leaf2 :00:00:00:00:00:03とff:ff:ff:ff:ff:fcを元のMACアドレスに戻してから、host4へ繋がるポートに送信しています。


OF-Pache側でポートとMACアドレスの変換テーブルを持つことで、 スイッチを跨いだパッチパネルの配線を可能にしていることが分かります。

おわりに

今回はOpenFlowプロトコルを利用したOF-Patchを動作させてみました。このようにOF-Patchは、ブラウザを利用し直感的に操作できるGUIでパケットの動きを制御できます。この記事をお読み頂いた皆さんもOF-Patchをインストールし実際に触れてみることで、活用するイメージを描いて頂ければと思います。

今回も最後までお付き合いを頂き、ありがとうございました。

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