Ryu with OpenFlow 1.3, Traffic Monitor

1. [Ryu_OpenFlow 1.3]
트래픽 모니터
김지은
yeswldms@gmail.com

2. Traffic Monitor
• Ryu, Traffic Monitor
OpenFlow를 활용한 스위치의 통계정보 얻기
• simple_monitor.py
https://github.com/osrg/ryu-book/blob/master/en/source/sources/
> ryu-book GitHub

3. simple_monitor.py
• Download Sample Code
# wget https://github.com/osrg/ryu-book/blob/master/en/source/sources/simple_monitor.py
• View the Code
# vi ./simple_monitor,py
from operator import attrgetter
from ryu.app import simple_switch_13
from ryu.controller import ofp_event
from ryu.controller.handler import MAIN_DISPATCHER, DEAD_DISPATCHER
from ryu.controller.handler import set_ev_cls
from ryu.lib import hub # eventlet wrapper, 기본 클래스
class SimpleMonitor(simple_switch_13.SimpleSwitch13):
def __init__(self, *args, **kwargs):
super(SimpleMonitor, self).__init__(*args, **kwargs)
self.datapaths = {}
self.monitor_thread = hub.spawn(self._monitor) # hub.spawn(), Thread(Eventlet Green Thread) 생성
# ... # _monitor : thread 함수

4. simple_monitor.py
• View the Code
# vi ./simple_monitor,py
@set_ev_cls(ofp_event.EventOFPStateChange, # 스위치의 접속 및 접속끊김에 대한 EventOFPStateChange 이벤트
[MAIN_DISPATCHER, DEAD_DISPATCHER]) # datapath 가 바뀌면 Ryu 프레임웍에서 발행
def _state_change_handler(self, ev):
datapath = ev.datapath
if ev.state == MAIN_DISPATCHER: # 모니터링 대상으로 등록
if not datapath.id in self.datapaths:
self.logger.debug('register datapath: %016x', datapath.id)
self.datapaths[datapath.id] = datapath
elif ev.state == DEAD_DISPATCHER: # 모니터링 대상에서 제외
if datapath.id in self.datapaths:
self.logger.debug('unregister datapath: %016x', datapath.id)
del self.datapaths[datapath.id]
def _monitor(self):
while True:
for dp in self.datapaths.values(): # self.datapaths.values
self._request_stats(dp) # 상태정보 요청
hub.sleep(10) # 10초마다
def _request_stats(self, datapath): # 통계를 스위치에게 요청
self.logger.debug('send stats request: %016x', datapath.id)
ofproto = datapath.ofproto
parser = datapath.ofproto_parser
req = parser.OFPFlowStatsRequest(datapath) # flow 항목관련, 세부항목 설정 가능
datapath.send_msg(req)
req = parser.OFPPortStatsRequest(datapath, 0, ofproto.OFPP_ANY) # 포트 항목관련
datapath.send_msg(req)

5. simple_monitor.py
• View the Code
# vi ./simple_monitor,py
@set_ev_cls(ofp_event.EventOFPFlowStatsReply, MAIN_DISPATCHER)
def _flow_stats_reply_handler(self, ev): # 스위치의 응답받는 이벤트핸들러, flow_stats_reply 수신
body = ev.msg.body # body, OFPFlowStatsReply의 속성
# OFPFlowStats 리스트에서 FlowStatsRequest의 대상이 된 각 플로우 항목의 통계정보 포함
self.logger.info('datapath '
'in-port eth-dst '
'out-port packets bytes')
self.logger.info('---------------- '
'-------- ----------------- '
'-------- -------- --------')
for stat in sorted([flow for flow in body if flow.priority == 1], # 우선순위가 0인, Table_miss항목을 제외하고
key=lambda flow: (flow.match['in_port'], # 수신포트와 Dst MAC을 가지고 정렬하여
flow.match['eth_dst'])): # 플로우 항목과 매치가되는
self.logger.info('%016x %8x %17s %8x %8d %8d', # 패킷과 바이트 출력
ev.msg.datapath.id,
stat.match['in_port'], stat.match['eth_dst'],
stat.instructions[0].actions[0].port,
stat.packet_count, stat.byte_count)

6. simple_monitor.py
• View the Code
# vi ./simple_monitor,py
> 외부 프로그램과의 연동을 위한 JSON형태의 데이터를 제공
# 위의 코드로 얻어지는 JSON 데이터
import json
# ...
self.logger.info('%s', json.dumps(ev.msg.to_jsondict(), ensure_ascii=True,
indent=3, sort_keys=True))
{
"OFPFlowStatsReply": {
"body": [
{
"OFPFlowStats": {
"byte_count": 0,
"cookie": 0,
"duration_nsec": 680000000,
"duration_sec": 4,
"flags": 0,
"hard_timeout": 0,
"idle_timeout": 0,
"instructions": [
{
"OFPInstructionActions": {
"actions": [
{
"OFPActionOutput": {
"len": 16,
"max_len": 65535,
"port": 4294967293,
"type": 0
}
}
],
"len": 24,
"type": 4
}
}
],
"length": 80,
"match": {
"OFPMatch": {
"length": 4,
"oxm_fields": [],
"type": 1
}
},
"packet_count": 0,
"priority": 0,
"table_id": 0
}
},
{
"OFPFlowStats": {
"byte_count": 42,
"cookie": 0,
……

7. simple_monitor.py
• View the Code
# vi ./simple_monitor,py
@set_ev_cls(ofp_event.EventOFPPortStatsReply, MAIN_DISPATCHER)
def _port_stats_reply_handler(self, ev): # 스위치의 응답받는 이벤트핸들러, port_stats_reply 수신
body = ev.msg.body # body, OFPPortStatsReply의 속성
self.logger.info('datapath port '
'rx-pkts rx-bytes rx-error '
'tx-pkts tx-bytes tx-error')
self.logger.info('---------------- -------- '
'-------- -------- -------- '
'-------- -------- --------')
for stat in sorted(body, key=attrgetter('port_no')):
self.logger.info('%016x %8x %8d %8d %8d %8d %8d %8d',
ev.msg.datapath.id, stat.port_no, #포트 번호별로 정렬
stat.rx_packets, stat.rx_bytes, stat.rx_errors, # 수신 패킷 개수, 수신된 바이트 수신 오류 개수,
stat.tx_packets, stat.tx_bytes, stat.tx_errors) # 전송 패킷 수, 송신 바이트 수, 전송 오류 개수 출력
Port 관련 통계정보
: 포트 번호, 송수신 각각의 패킷 수, 바이트 수, 드롭 개수, 오류 개수, 프레임 오류 개수, 오버런 개수, CRC 오류 개수, 충돌 개수 등 통계 정보

8. Ryubook Practice
• 이번엔,
Ryu응용 프로그램에서 Thread생성 방법
DataPath의 상태변화 확인
FlowStats 및 PortStats 수집 및 방법
• 호스트에서 Midinet 실행
# mn --topo single,3 --mac --switch ovsk --controller remote –x
• 스위치에서 OpenFlow 프로토콜 설정
# ovs-vsctl set Bridge s1 protocols=OpenFlow13
확인
# ovs-ofctl -O OpenFlow13 dump-flows s1
OFPST_FLOW reply (OF1.3) (xid=0x2):
#

9. TEST
• 트래픽 모니터 실행
Controller, c0:
# ryu-manager –verbose /usr/local/lib/python2.7/disk-package/tyu/simple_monitor.py
……

10. TEST
• 트래픽 모니터 실행
Table-miss(0)은 표시되지 않음으로 아무
내용도 없음
: 플로우 및 포트 정보 모두 없음

11. TEST
• 트래픽 모니터 실행
Host1에서 Host2로 ping 테스트

12. TEST
• 트래픽 모니터 실행
Host1에서 Host2로 ping 테스트 - 결과
이벤트 발생
패킷 전송 및 플로우 항목 등록, 통계정보 변경
[flow 항목 테이블]
수신포트1 : 1 packet, 42bytes
수신포트2 : 2 packets, 140bytes
[packet 항목 테이블]
포트1 : 3 packets, 182 bytes (rx)
포트2 : 3 packets, 182 bytes (rx)
1. Host1에서 Boardcast로 ARP
2. Host2에서 Host1로 ARP 응답
3. Host1에서 Host2로 ICMP
Flow 항목과 Packet 항목이 다른이유?
: Port 항목 테이블의 경우 port로 유입되는 패
킷들에 대한 단순 카운트값이므로 flow 항목 테
이블과는 의미가 다름

13. 이상입니다.
2015.05.09