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Ryu:SDN Framework.pdf
前言
交換器（ Switching Hub ）
Switching Hub
OpenFlow 實作的交換器
在 Ryu 上實作交換器
執行 Ryu 應用程式
本章總結
流量監控（ Traffic Monitor ）
定期檢查網路狀態
安裝 Traffic Monitor
執行 Traffic Monitor
本章總結
REST API
整合 REST API
安裝包含 REST API 的 Switching Hub
安裝 SimpleSwitchRest13 class
安裝 SimpleSwitchController Class
執行包含 REST API 的 Switching Hub
本章總結
網路聚合（ Link Aggregation ）
網路聚合（ Link Aggregation ）
執行 Ryu 應用程式
實作 Ryu 的網路聚合功能
本章總結
生成樹（ Spanning Tree ）
Spanning Tree
執行 Ryu 應用程式
使用 OpenFlow 完成生成樹
使用 Ryu 實作生成樹
本章總結
OpenFlow 通訊協定
Match
Instruction
Action
ofproto 函式庫
簡單說明
相關模組
基本使用方法
封包函式庫
基本使用方法
應用程式範例
OF-Config 函式庫
OF-Config 通訊協定
函式庫架構
使用範例
防火牆（ Firewall ）
Single tenant 操作範例
Multi tenant 操作範例
REST API 列表
路由器（ Router ）
Single Tenant 的操作範例
Multi-tenant 的操作範例
REST API 列表
OpenFlow 交換器測試工具
測試工具概要
使用方法
測試工具使用範例
組織架構
應用程式開發模型（ Application programming model ）
協助專案開發
參與專案
開發環境
送交更新的程式碼
應用案例
Stratosphere SDN Platform (Stratosphere)
SmartSDN Controller（ NTT COMWARE ）
Using OpenFlow 1.3
RYU
SDN Framework
RYU project team
Contents
前言
1 交換器（Switching Hub ）
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1.1
1.2
1.3 在 Ryu 上實作交換器 .
1.4 執行 Ryu 應用程式 .
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1.5 本章總結 .
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Switching Hub .
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OpenFlow 實作的交換器 .
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2 流量監控（Traffic Monitor ）
2.1 定期檢查網路狀態 .
2.2 安裝 Traffic Monitor .
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2.3 執行 Traffic Monitor .
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2.4 本章總結 .
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3
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REST API
3.1 整合 REST API
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3.2 安裝包含 REST API 的 Switching Hub
3.3 安裝 SimpleSwitchRest13 class .
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3.4 安裝 SimpleSwitchController Class .
.
3.5 執行包含 REST API 的 Switching Hub
3.6 本章總結 .
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4 網路聚合（Link Aggregation ）
4.1 網路聚合（Link Aggregation ） .
4.2 執行 Ryu 應用程式 .
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4.3 實作 Ryu 的網路聚合功能 .
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4.4 本章總結 .
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5 生成樹（Spanning Tree ）
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Spanning Tree .
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5.1
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5.2 執行 Ryu 應用程式 .
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5.3 使用 OpenFlow 完成生成樹 .
5.4 使用 Ryu 實作生成樹 .
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5.5 本章總結 .
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6 OpenFlow 通訊協定
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Match .
6.1
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1
3
3
3
5
14
19
21
21
21
27
29
31
31
31
33
34
36
38
39
39
39
50
59
61
61
63
73
74
83
85
85
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86
87
89
89
89
90
93
93
95
99
99
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99
. 100
101
. 101
. 110
. 114
117
. 117
. 127
. 139
141
. 141
. 143
. 146
155
. 155
157
. 157
. 157
. 158
159
. 159
. 159
6.2
6.3
Instruction .
.
Action .
.
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7
ofproto 函式庫
7.1 簡單說明 .
.
7.2 相關模組 .
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7.3 基本使用方法 .
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8 封包函式庫
8.1 基本使用方法 .
8.2 應用程式範例 .
9 OF-Config 函式庫
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9.1
9.2 函式庫架構 .
9.3 使用範例 .
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OF-Config 通訊協定 .
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10 防火牆（Firewall ）
Single tenant 操作範例 .
10.1
10.2 Multi tenant 操作範例 .
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10.3
REST API 列表 .
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11 路由器（Router ）
11.1
11.2 Multi-tenant 的操作範例 .
11.3
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Single Tenant 的操作範例 .
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REST API 列表 .
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12 OpenFlow 交換器測試工具
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12.1 測試工具概要 .
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12.2 使用方法 .
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12.3 測試工具使用範例 .
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13 組織架構
13.1 應用程式開發模型（Application programming model ） .
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14 協助專案開發
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14.1 參與專案 .
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14.2 開發環境 .
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14.3 送交更新的程式碼 .
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15 應用案例
15.1
15.2
Stratosphere SDN Platform (Stratosphere)
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SmartSDN Controller（NTT COMWARE ） .
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前言
本書是給那些使用 Ryu 作為開發的框架，而目的是為了實現軟體定義網路（Software Defined
Networking，SDN ）而寫的一本參考書。
那麼為什麼要選擇 Ryu 作為開發平台呢？
我們衷心的希望您可以在本書中找到解答。
建議您依照本書的章節，依序的閱讀第 1 章至第 5 章。首先第 1 章是 Simple Switch 的實作，接
著後面的章節是流量監控（Traffic Monitor ）以及網路聚合（Link Aggregation ）。透過實際的例子，
我們將介紹 Ryu 的程式是如何運作的。
第 6 章到第 9 章，我們將詳細的說明 OpenFlow 通訊協定（OpenFlow Protocol ）以及封包函數的使
用方法。接著第 10 章到第 12 章，我們會討論如何使用 Ryu 內建的防火牆（Firewall ）和測試工
具（test tool ）來開發應用程式。第 13 到 15 章將介紹 Ryu 的架構（architecture ）及實際應用案例。
最後，我們非常感謝您對於 Ryu 專案的青睞及支持，特別對於 Ryu 的使用者而言。希望在不久
的將來能有機會在 Mailing List 上得到來自于您的寶貴意見，讓我們一起加入 Ryu 專案並進行開
發吧。
繁體中文版本是由台灣資訊工業策進會－ SDN 團隊協助整理及翻譯，除了不吝批評與指教之外
也歡迎更多朋友加入，讓中文讀者可以更快更即時的了解 Ryu 這個優秀的開放原始碼的框架。
交換器（ ）
本章將會用簡單的 Switching hub 安裝做為題材，說明 Ryu 如何安裝一個應用程式。
在交換器中有許許多多的功能。在這邊我們將看到擁有下列簡單功能的交換器。
· 學習連接到連接埠的 host 之 MAC 位址，並記錄在 MAC 位址表當中。
· 對於已經記錄下來的 MAC 位址，若是收到送往該 MAC 位址的封包，則轉送該封包到相對
應的連接埠。
· 對於未指定目標位址的封包，則執行 Flooding。
讓我們使用 Ryu 來實現這樣一個交換器吧。
實作的交換器
OpenFlow 交換器會接受來自于 controller 的指令並達到以下功能。
· 對於接收到的封包進行修改或針對指定的連接埠進行轉送。
· 對於接收到的封包進行轉送到 Controller 的動作（Packet-In ）。
· 對於接收到來自 Controller 的封包轉送到指定的連接埠（Packet-Out ）。
上述的功能所組合起來的就是一台交換器的實現。
首先，利用 Packet-In 的功能來達到 MAC 位址的學習。Controller 使用 Packet-In 接收來自交換器的
封包之後進行分析，得到連接埠相關資料以及所連接的 host 之 MAC 位址。
在學習之後，對所收到的封包進行轉送。將封包的目的位址，在已經學習的 host 資料中進行檢
索，根據檢索的結果會進行下列處理。
· 如果是已經存在記錄中的 host：使用 Packet-Out 功能轉送至先前所對應的連接埠
· 如果是尚未存在記錄中的 host：使用 Packet-Out 功能來達到 Flooding
下面將一步一步的說明並附上圖片以幫助理解。
1. 初始狀態
交換器（ ）
Flow table 為空白的狀況。
將 host A 接到連接埠 1，host B 接到連接埠 4，host C 接到連接埠 3。
1
2
3
4
MAC address table
Flow table
Host A
Host C
Host B
2. host A → host B
當 host A 向 host B 發送封包。這時後會觸發 Packet-In 訊息。host A 的 MAC 位址
會被連接埠 1 給記錄下來。由於 host B 的 MAC 位址尚未被學習，因此會進行
Flooding 並將封包往 host B 和 host C 發送。
1
2
3
4
MAC address table
Host A: Port 1
Flow table
Host A
Host C
Host B
Packet-In:
Packet-Out:
3. host B → host A
封包從 host B 向 host A 返回時，在 Flow table 中新增一筆 Flow Entry，並將封包轉
送到連接埠 1。因此該封包並不會被 host C 收到。
在 上實作交換器
1
2
3
4
MAC address table
Host A: Port 1
Host B: Port 4
Flow table
in-port:4, eth-dst:Host A
-> output: Port 1
Host A
Host C
Host B
Packet-In:
Packet-Out:
4. host A → host B
再一次，host A 向 host B 發送封包，在 Flow table 中新增一個 Flow Entry 接著轉送
封包到連接埠 4。
1
2
3
4
MAC address table
Host A: Port 1
Host B: Port 4
Flow table
in-port:4, eth-dst:Host A
-> output: Port 1
in-port:1, eth-dst:Host B
-> output: Port 4
Host A
Host C
Host B
Packet-In:
Packet-Out:
接下來，讓我們實際來看一下在 Ryu 當中實作交換器的原始碼。
在 上實作交換器
Ryu 的原始碼之中有提供交換器的程式原始碼。
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