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POX 控制器之 ofp_stats_reply 消息结构

POX 控制器之 ofp_stats_reply 消息结构

作者: 顽强的猫尾草 | 来源:发表于2019-01-12 17:10 被阅读2次

    收到 ofp_stats_reply 数据包,但 POX 框架相关教程很少,没有解析方法教学。其实可以直接用 print 方法打印出来,POX 在这方面的支持很友好,格式缩进什么的也很体贴。

    如下是 MAC 地址为 00-00-00-00-00-04,DPID 为 9 的交换机上报的 ofp_stats_reply 消息:

    [00-00-00-00-00-04 9] ofp_stats_reply
    [00-00-00-00-00-04 9]   header: 
    [00-00-00-00-00-04 9]     version: 1
    [00-00-00-00-00-04 9]     type:    17 (OFPT_STATS_REPLY)
    [00-00-00-00-00-04 9]     length:  396
    [00-00-00-00-00-04 9]     xid:     330
    [00-00-00-00-00-04 9]   type: 1
    [00-00-00-00-00-04 9]   flags: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]   body:
    [00-00-00-00-00-04 9]       length: 96
    [00-00-00-00-00-04 9]       table_id: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       match: 
    [00-00-00-00-00-04 9]         wildcards: nw_tos|tp_dst|dl_dst|dl_src|dl_vlan_pcp|dl_vlan|tp_src (1100000000000011001110 = 3000ce)
    [00-00-00-00-00-04 9]         in_port: 2
    [00-00-00-00-00-04 9]         dl_type: 0x800
    [00-00-00-00-00-04 9]         nw_proto: 17
    [00-00-00-00-00-04 9]         nw_src: 10.0.0.11
    [00-00-00-00-00-04 9]         nw_dst: 10.0.0.8
    [00-00-00-00-00-04 9]       duration_sec: 58
    [00-00-00-00-00-04 9]       duration_nsec: 696000000
    [00-00-00-00-00-04 9]       priority: 3
    [00-00-00-00-00-04 9]       idle_timeout: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       hard_timeout: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       cookie: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       packet_count: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       byte_count: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       actions: 
    [00-00-00-00-00-04 9]         type: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]         len: 8
    [00-00-00-00-00-04 9]         port: 4
    [00-00-00-00-00-04 9]         max_len: 0
    [00-00-00-00-00-04 9] 
    [00-00-00-00-00-04 9]       length: 96
    [00-00-00-00-00-04 9]       table_id: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       match: 
    [00-00-00-00-00-04 9]         wildcards: nw_tos|tp_dst|dl_dst|dl_src|dl_vlan_pcp|dl_vlan|tp_src (1100000000000011001110 = 3000ce)
    [00-00-00-00-00-04 9]         in_port: 4
    [00-00-00-00-00-04 9]         dl_type: 0x800
    [00-00-00-00-00-04 9]         nw_proto: 17
    [00-00-00-00-00-04 9]         nw_src: 10.0.0.8
    [00-00-00-00-00-04 9]         nw_dst: 10.0.0.11
    [00-00-00-00-00-04 9]       duration_sec: 58
    [00-00-00-00-00-04 9]       duration_nsec: 656000000
    [00-00-00-00-00-04 9]       priority: 3
    [00-00-00-00-00-04 9]       idle_timeout: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       hard_timeout: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       cookie: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       packet_count: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       byte_count: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       actions: 
    [00-00-00-00-00-04 9]         type: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]         len: 8
    [00-00-00-00-00-04 9]         port: 2
    [00-00-00-00-00-04 9]         max_len: 0
    [00-00-00-00-00-04 9] 
    [00-00-00-00-00-04 9]       length: 96
    [00-00-00-00-00-04 9]       table_id: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       match: 
    [00-00-00-00-00-04 9]         wildcards: nw_tos|tp_dst|dl_dst|dl_src|dl_vlan_pcp|dl_vlan|tp_src (1100000000000011001110 = 3000ce)
    [00-00-00-00-00-04 9]         in_port: 4
    [00-00-00-00-00-04 9]         dl_type: 0x800
    [00-00-00-00-00-04 9]         nw_proto: 17
    [00-00-00-00-00-04 9]         nw_src: 10.0.0.19
    [00-00-00-00-00-04 9]         nw_dst: 10.0.0.12
    [00-00-00-00-00-04 9]       duration_sec: 58
    [00-00-00-00-00-04 9]       duration_nsec: 621000000
    [00-00-00-00-00-04 9]       priority: 3
    [00-00-00-00-00-04 9]       idle_timeout: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       hard_timeout: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       cookie: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       packet_count: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       byte_count: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       actions: 
    [00-00-00-00-00-04 9]         type: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]         len: 8
    [00-00-00-00-00-04 9]         port: 3
    [00-00-00-00-00-04 9]         max_len: 0
    [00-00-00-00-00-04 9] 
    [00-00-00-00-00-04 9]       length: 96
    [00-00-00-00-00-04 9]       table_id: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       match: 
    [00-00-00-00-00-04 9]         wildcards: nw_tos|tp_dst|dl_dst|dl_src|dl_vlan_pcp|dl_vlan|tp_src (1100000000000011001110 = 3000ce)
    [00-00-00-00-00-04 9]         in_port: 3
    [00-00-00-00-00-04 9]         dl_type: 0x800
    [00-00-00-00-00-04 9]         nw_proto: 17
    [00-00-00-00-00-04 9]         nw_src: 10.0.0.12
    [00-00-00-00-00-04 9]         nw_dst: 10.0.0.19
    [00-00-00-00-00-04 9]       duration_sec: 58
    [00-00-00-00-00-04 9]       duration_nsec: 621000000
    [00-00-00-00-00-04 9]       priority: 3
    [00-00-00-00-00-04 9]       idle_timeout: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       hard_timeout: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       cookie: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       packet_count: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       byte_count: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]       actions: 
    [00-00-00-00-00-04 9]         type: 0
    [00-00-00-00-00-04 9]         len: 8
    [00-00-00-00-00-04 9]         port: 4
    [00-00-00-00-00-04 9]         max_len: 0
    

    数据包主要分为四部分:

    • header
    • type
    • flags
    • body:是一个 list,有多少条流表就包含多少个元素,应使用 for 循环依次解析。

    接下来依次分析这四个部分。

    header

    header 内包含四个字段:

    • version:OpenFlow 版本号,上例中为 1(0x01) 即为 OpenFlow 1.0 版本,后续版本 1.1、1.2、1.3 的 version 值递增,即为 2、3、4。
    • type:OpenFlow 消息类型,定义在枚举类 ofp_type 中,主要包括:

    enum ofp_type {
    /* Immutable messages. /
    OFPT_HELLO, /
    Symmetric message /
    OFPT_ERROR, /
    Symmetric message /
    OFPT_ECHO_REQUEST, /
    Symmetric message /
    OFPT_ECHO_REPLY, /
    Symmetric message /
    OFPT_VENDOR, /
    Symmetric message /
    /
    Switch configuration messages. /
    OFPT_FEATURES_REQUEST, /
    Controller/switch message /
    OFPT_FEATURES_REPLY, /
    Controller/switch message /
    OFPT_GET_CONFIG_REQUEST, /
    Controller/switch message /
    OFPT_GET_CONFIG_REPLY, /
    Controller/switch message /
    OFPT_SET_CONFIG, /
    Controller/switch message /
    /
    Asynchronous messages. /
    OFPT_PACKET_IN, /
    Async message /
    OFPT_FLOW_REMOVED, /
    Async message /
    OFPT_PORT_STATUS, /
    Async message /
    /
    Controller command messages. /
    OFPT_PACKET_OUT, /
    Controller/switch message /
    OFPT_FLOW_MOD, /
    Controller/switch message /
    OFPT_PORT_MOD, /
    Controller/switch message /
    /
    Statistics messages. /
    OFPT_STATS_REQUEST, /
    Controller/switch message /
    OFPT_STATS_REPLY, /
    Controller/switch message /
    /
    Barrier messages. /
    OFPT_BARRIER_REQUEST, /
    Controller/switch message /
    OFPT_BARRIER_REPLY, /
    Controller/switch message /
    /
    Queue Configuration messages. /
    OFPT_QUEUE_GET_CONFIG_REQUEST, /
    Controller/switch message /
    OFPT_QUEUE_GET_CONFIG_REPLY /
    Controller/switch message */
    };

    • length:消息总长度,包含头部,单位为字节。
    • xid:事件 ID,同一事件的 ID一致。如 ofp_stats_request 和对应的 ofp_stats_reply 就使用同一个事件 ID。

    type

    type 表示这个 ofp_stats_request/ofp_stats_reply 消息请求/回应的统计类型,决定如何解析 body 字段。类型如表所示:

    取值 消息类型 说明 请求 body 回复 body
    0 OFPMP_DESC 整体统计信息 ofp_desc_stats(制造商、软硬件描述、序列号、可读的数据通道描述)
    1 OFPMP_FLOW 单流请求信息 ofp_aggregate_stats_request(要读的 TABLE_ID 或 OFPPT_ALL 代表读所有表) ofp_aggregate_stats_reply(这个项的长度、TABLE ID、流已生成的时间、超过已生成时间的时间、优先级、硬超时时间、未命中时间、包数目、字节数)
    2 OFPMP_AGGREGATE 多流请求信息 ofp_aggregate_stats_request(要读的 TABLE_ID) ofp_aggregate_stats_replay(包数目、字节数、流数目)
    3 OFPMP_TABLE 流表请求信息 ofp_table_stats(表的标识符、通配符、最大支持的流表项、活跃流表项的数量、被查找表的数量、匹配表的数量)
    4 FPMP_PORT_STATS 端口信息请求 fp_port_stats_request(端口号或 OFPP_ANY 代表所有端口) ofp_port_stats(收到包的数量、已传送包的数量、收到的字节数、传送的字节数、被 RX 丢弃的包数、被 RX 丢弃的包数、接收到错误的包数、帧调整的错误数量、在 RX 溢出的数据包数、CRC 错误数、冲突数量)
    5 OFPMP_QUEUE 队列请求信息 - -
    6 - vendor 请求信息 - -

    本例中的类型号为 1,代表是单流请求信息。

    flags

    未定义。

    body

    已在 type 部分介绍,需按照类型解析。

    编程实现 POX 控制器发送 ofp_stats_request 和接收 ofp_stats_reply 并解析

    只粘贴相关部分。

    def req_for_flow_stats():
        tik = 30
        while True:
            time.sleep(1)
            tik = (tik - 1 + 30) % 30
            if tik == 0:
                allCon = core.openflow.connections
                for con in allCon:
                    con.send(of.ofp_stats_request(body=of.ofp_flow_stats_request()))
    
    class DefaultOpenFlowHandlers (OpenFlowHandlers):
      """
      Basic OpenFlow message handling functionality
    
      There is generally a single instance of this class which is shared by all
      Connections.
      """
      @staticmethod
      def handle_STATS_REPLY (con, msg):
        e = con.ofnexus.raiseEventNoErrors(RawStatsReply, con, msg)
        if e is None or e.halt != True:
          con.raiseEventNoErrors(RawStatsReply, con, msg)
        con._incoming_stats_reply(msg)
    
        dpid = con.dpid
        if msg.type == of.OFPST_FLOW:
            for f in msg.body:
                print(f)
                pkts = f.packet_count
                byts = f.byte_count
                if input_pkts != 0:
                    print("[byte, packet]: [", f.byte_count, f.packet_count, "]")
                    print(dpid, ", Path Loss Rate =", (input_pkts - output_pkts) * 1.0 / input_pkts * 100, "%")
    

    完整实现见LXiao2015's GitHub

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