SDN の基礎

学校が、ゲスト用の Wi-Fi から事務室のパソコンには絶対に届かないようにすると決めました。ふつうのネットワークでは、スイッチ1台ごとにログインして手で設定を変えます。ソフトウェア定義ネットワークでは、スイッチは1つの表に従うだけで、1つのプログラムがその表をすべてのスイッチに書きます。

• フロー：スイッチの中の1つのルールで、マッチとアクションからなる。
• フローテーブル：スイッチがパケットごとに順に見ていくフローの一覧。
• マッチ：フローがどのパケット向けかを決める部分。
• アクション：一致したパケットにスイッチがすること。
• コントローラー：スイッチのフローを書くプログラム。
• OpenFlow：スイッチとコントローラーが話す言語。

ここでのスイッチは br0 で、Open vSwitch が作っています。3台のパソコン h1、h2、h3 がつながっていて、それぞれが別々のネットワーク名前空間にあり、自分のアドレスを持っています。sdnlab status は、スイッチ、番号付きの3つのポート、パソコン、フローを一覧にします。最後の部分は空です。スイッチが fail-mode secure になっていることに注目しましょう。フローが許さないことは何もしない、という意味です。

ふつうのスイッチは自分で学習します。OpenFlow のスイッチは、フローテーブルに書いてあることしかしません。ovs-ofctl dump-flows はその表を表示しますが、フローは1つもなく、見出しの行しか返ってきません。だから h1 が h2 に ping すると、最初のパケットに一致するフローがなく、破棄されます。ping は 100% packet loss と表示します。

Mininet は、1台のマシンの中にテスト用のネットワーク、つまりホスト、スイッチ、コントローラーを作り、起動と停止もしてくれます。--test pingall は、すべてのホストの組で ping して、いくつ失われたかを表示します。ここでの答えは 0% dropped (2/2 received) です。スイッチに必要なフローは、Mininet のコントローラーが書きました。Mininet は終わるとき、br0 を含むすべての Open vSwitch のスイッチを片付けます。そのため、次のステップでラボをもう一度作ります。

sdnlab controller はラボを作り直し、br0 をこのマシン上のコントローラープログラムにつなぎます。これはあなたのラボの未完成のもので、渡されたままだと、すべてのパケットを他のすべてのポートに送ります。ハブと同じです。これで h1 から h3 への ping が通ります。表には priority=0 actions=CONTROLLER という1つのフローがあります。もっと良いフローがないパケットをすべてコントローラーに送り、n_packets はパケットのたびに増えます。このコントローラーを完成させるのが、ラボのパート3です。