ryu控制器全面解析

一、ryu控制器安裝

ryu控制器是一款使用python開發的控制器，因此我們需要先安裝python以及pip，然後在命令行窗口運行「pip install ryu」命令即可完成ryu控制器的安裝。

二、ryu控制器編程實踐

ryu控制器編程相對於其他控制器，有着更加簡便易行的方法。我們可以直接在控制器中引入各種包，如OpenFlow協議包，可以使用它來自定義控制器的行為，比如下發流表、修改流表、獲得拓撲信息等等。

from ryu.base import app_manager
from ryu.controller import ofp_event
from ryu.controller.handler import MAIN_DISPATCHER
from ryu.controller.handler import set_ev_cls
from ryu.ofproto import ofproto_v1_0

class MyRyu(app_manager.RyuApp):
    OFP_VERSIONS = [ofproto_v1_0.OFP_VERSION]

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(MyRyu, self).__init__(*args, **kwargs)

    @set_ev_cls(ofp_event.EventOFPSwitchFeatures, MAIN_DISPATCHER)
    def switch_features_handler(self, ev):
        datapath = ev.msg.datapath
        ofproto = datapath.ofproto
        parser = datapath.ofproto_parser

        match = parser.OFPMatch()
        actions = [parser.OFPActionOutput(ofproto.OFPP_FLOOD)]
        inst = [parser.OFPInstructionActions(ofproto.OFPIT_APPLY_ACTIONS, actions)]
        mod = parser.OFPFlowMod(datapath=datapath, priority=0, match=match, instructions=inst)
        datapath.send_msg(mod)

三、ryu控制器啟動失敗

在我們的實際操作過程中，有可能會出現ryu控制器啟動失敗的情況。此時，我們需要排查問題所在，通常的做法是查看控制器輸出的錯誤信息。

一般情況下，啟動失敗是因為端口被佔用或版本不兼容等問題。我們可以通過修改端口號、調整版本等方式解決該問題。

四、ryu控制器下發流表

下發流表是ryu控制器中十分重要的一步操作，通過下發流表，我們可以實現各種路由、轉發等功能，從而使控制器更加靈活。下面是一個簡單的下發流表實例：

def add_flow(self, datapath, priority, match, actions, idle_timeout=0, hard_timeout=0):
    ofproto = datapath.ofproto
    parser = datapath.ofproto_parser

    inst = [parser.OFPInstructionActions(ofproto.OFPIT_APPLY_ACTIONS, actions)]
    if idle_timeout and hard_timeout:
        mod = parser.OFPFlowMod(datapath=datapath, priority=priority, idle_timeout=idle_timeout, hard_timeout=hard_timeout, match=match, instructions=inst)
    else:
        mod = parser.OFPFlowMod(datapath=datapath, priority=priority, match=match, instructions=inst)
    datapath.send_msg(mod)

五、ryu控制器編程

ryu控制器編程就是自定義控制器的行為，比較典型的即是下發流表，還有獲取網絡拓撲信息等。

下面是一個獲得網絡拓撲信息的簡單代碼示例：

from ryu.topology import event, switches
from ryu.topology.api import get_switch, get_link
from ryu.base import app_manager
from ryu.controller import ofp_event
from ryu.controller.handler import MAIN_DISPATCHER
from ryu.controller.handler import set_ev_cls

class ShortestForwarding(app_manager.RyuApp):
    OFP_VERSIONS = [ofproto_v1_0.OFP_VERSION]

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(ShortestForwarding, self).__init__(*args, **kwargs)
        self.topology_api_app = self
        self.net = {}
        self.paths = {}
        self.shortest_paths = self.get_shortest_paths

    def get_shortest_paths(self, src, dst, weight):
        graph = self.net
        shortest_paths = {src: (0, [src])}
        visited = set()
        nodes = set(graph.keys())
        while nodes:
            curr_node = None
            for node in nodes:
                if node in visited:
                    continue
                if curr_node is None:
                    curr_node = node
                elif shortest_paths[node][0] < shortest_paths[curr_node][0]:
                    curr_node = node
            if curr_node is None:
                break
            nodes.remove(curr_node)
            visited.add(curr_node)
            curr_weight = shortest_paths[curr_node][0]
            for edge in graph[curr_node]:
                weight = curr_weight + graph[curr_node][edge]
                if edge.dst in visited:
                    continue
                if edge.dst not in shortest_paths:
                    shortest_paths[edge.dst] = (weight, shortest_paths[curr_node][1] + [edge.dst])
                elif weight < shortest_paths[edge.dst][0]:
                    shortest_paths[edge.dst] = (weight, shortest_paths[curr_node][1] + [edge.dst])
        paths = {}
        for dst in shortest_paths:
            if dst == src:
                continue
            path = shortest_paths[dst][1]
            path.reverse()
            paths[dst] = path
        return paths

六、ryu控制器是輕量型集中式控制器

ryu控制器是一種輕量型的、基於OpenFlow的集中式控制器。它使用python進行編寫，提供了各種單元測試、性能測試等功能。

因為它的輕量級特性，所以在小規模的網絡拓撲下，使用ryu控制器即可實現網絡控制的目的。

七、ryu控制器怎麼打開

在運行ryu控制器之前，我們需要先確定所需要使用的監聽端口，通常情況下默認為6633。

接下來，在終端窗口中輸入「ryu-manager –verbose ryu.app.simple_switch」命令即可啟動ryu控制器。

八、ryu控制器的作用

ryu控制器的主要作用是實現OpenFlow協議的控制，能夠對網絡流量進行監控、分析、控制等。

因為其可編程性，使得我們在網絡拓撲下能夠通過編寫代碼實現各種自定義功能。

九、ryu控制器之間能通信嗎

ryu控制器之間是可以互相通信的，基於TCP/IP協議。在進行實際的控制過程中，常常需要多個控制器之間進行協作，實現更加複雜的網絡拓撲控制目的。

十、ryu控制器搭建網絡拓撲

在使用ryu控制器的時候，我們需要先構建一個網絡拓撲，然後在控制器中對其進行管理和控制。

以下是一個簡單的網絡拓撲搭建代碼示例：

from mininet.net import Mininet
from mininet.topo import Topo
from mininet.node import RemoteController
from mininet.cli import CLI
from mininet.log import setLogLevel

class MyTopo(Topo):
    def __init__(self, **opts):
        Topo.__init__(self, **opts)
        s1 = self.addSwitch('s1')
        s2 = self.addSwitch('s2')
        h1 = self.addHost('h1')
        h2 = self.addHost('h2')
        self.addLink(h1, s1)
        self.addLink(h2, s2)
        self.addLink(s1, s2)

if __name__ == '__main__':
    setLogLevel('info')
    topo = MyTopo()
    net = Mininet(topo=topo, controller=lambda name: RemoteController(name, ip='127.0.0.1'), listenPort=6633)
    net.start()
    CLI(net)
    net.stop()

通過以上操作，我們便可以成功地搭建一個簡單的網絡拓撲。