【SDNチャレンジ】 第21回 POX編

2015.9.25


POXとNOX??

city.jpg

今回のテーマは、OpenFlowコントローラフレームワークのPOX。名称をご存知の方もいらっしゃると思いますが、いかがでしょうか?

POXの最大の特長はPythonで記述されている点です。Python に慣れ親しんだ開発者にとっては、手軽に利用できるOpenFlow コントローラとして重宝されていますが、実際にインストールを進める前に少しPOXの歴史を調査しました。同じOpenFlowコントローラのNOXにも触れながら、ご紹介できればと思います。

前回ご紹介した表に、両者を追加してみました。

コントローラ比較表.png

NOXは世界で最初のOpenFlowコントローラとして、Nicira Networks社(2012年にVMwareに買収)により開発されました。2008年に研究用にオープンソース化されて以降、様々な関係者により開発が進められています。

元々NOXはC++/Pythonの両言語でコントローラを記述できる様開発されたフレームワークです。しかし NOX自体がC++で記述されているため、コントローラをPythonで記述した際の移植性が悪い点や、設計上コードの読み込みが遅れるという問題が指摘されていました。

nox_pox1.png

こうした背景から、C++をサポートするNOXPythonをサポートするPOXという様に、各言語に特化するため2つのフレームワークが独立して開発されました。POXについてはそれ自体がPythonで実装されており、効率的に開発・プロトタイピングが出来る様にPythonのインターフェースが用意されているため、前述の通りPython開発者に馴染みやすいことなどが特長です。

因みに、C++/Pythonをサポートしていた以前までのNOXはNOX Classicと名称が変更されました。NOXの公式ページには以下の記載があり、GitHubも何年も更新されていません。どうやらNOX Classicについては今後開発が進められる可能性は低い様です。

(There's also NOX Classic which supports both C++ and Python. We have no plans to do substantial further development on this project, but don't let that stop you from using it if you think it fits your needs best.)

インタプリタ言語であるPythonはソースコードをそのまま実行するため、ビルドを要さず簡単にOpenFlowを試すことができます。そういった点にも注目しながら、インストールを進めていこうと思います。

POXを準備しよう

今回使用する環境です。

・仮想OS:Ubuntu (ver14.04)
・仮想化ソフトウェア:Virtual BOX (ver4.3.26)

POXのソースコードはGithubで公開されているため、gitを予めインストールします。
$ sudo apt-get install -y git
$ git --version

POXIN-02.PNG

gitコマンドを使用して、POXをダウンロードしていきます。
$ git clone https://github.com/noxrepo/pox.git

POXIN-03-1.PNG

ダウンロード完了後は、poxというディレクトリの配下にpox.pyが保存されています。確認ができれば、準備は完了です!
$ ls
$ cd pox
$ ls

POXIN-03-2.PNG

POXをMininetに接続しよう

walkin.jpg

起動したPOXとMininetを接続させます。構成図についてはもうお馴染みになりましたね。Mininetのインストールについては、前回同様省略します。
Net2-MN.png

POXを起動するためには、ディレクトリ配下にあるサンプルコードを使用していきます。(以下2つのディレクトリ配下にサンプルコードが確認できました)
$ ls pox/samples

POXIN-04.PNG

$ ls pox/forwadingPOXIN-05.PNG

以下コマンドにより、サンプルコードを起動できました。
$ ./pox.py pox.samples.spanning_tree

POXIN-07.PNG

$ ./pox.py pox.forwarding.l2_learningPOXIN-08.PNG

ご参考までに、このサンプルコードの指定の方法には特徴があり、以下の様に一般的とされる/(スラッシュ)で区切った場合はコマンドが通らず、POXの起動に失敗してしまいました。ご注意下さい。
$ ./pox.py pox/samples/spanning_tree.py

POXIN-06-N1.PNG

新しい端末上でMininetをPOXに接続し、pingallコマンドで疎通確認を行ってみましょう。
$ sudo mn --controller=remote
mininet> pingall

POXが動作していることを確認できましたでしょうか?

POXをOpen vSwitch(Raspberry Pi2)に接続しよう

こちらもお馴染みとなりましたが、物理環境でもPOXの動作確認をしていきます。Raspberry Pi2へのOpen vSwitchインストールについては、「SDNチャレンジ ~Raspberry Pi2にOpen vSwitchをインストール」のブログを参照下さい。Net2-OVS.png

POXを起動するまでの手順については、Mininetに接続した際と同様です。Raspberry Pi2にインストールされたOpen vSwitchをPOXに接続します。(使用するポート番号は6653です)
pi@raspberry~$ sudo ovs-vsctl set-controller br1 tcp:192.168.137.8

ポート番号6633が開いていることを確認します。
$ netstat | more

POXIN-21.PNG

この時点では、特にフローは登録されていません。
pi@raspberry~$ sudo ovs-ofctl dump-flows br1

FDIN-42.PNG

Host1とHost2の間でpingによる疎通確認を行うと、Open vSwitchにフローが登録されていることを確認できました。動作確認は成功の様です!
pi@raspberry~$ sudo ovs-ofctl dump-flows br1

POXIN-35.PNG

おわりに

POXをインストールする際はビルドを行う必要が無く、容易に済みましたが、起動時は従来の方法とは違うファイル指定方法であったことから少し苦戦しました。

Pythonであれば今回ご紹介したPOX(勿論Ryuも!)、C++であればNOXといった様に、各技術者が自身の使い慣れた言語で開発を進めたい!というのも、数多くの中からフレームワークを選択するための重要な視座になりそうですね。

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。

flower2.jpg



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