Python中的网络拓扑表示

Question

这是来自 https://github.com/osrg/ryu/blob/master/ryu/topology/switches.py#L429 的 Switches 类的代码。

在 Switches 类中，有几个我特别感兴趣的成员变量。

    self.dps = {}                 # datapath_id => Datapath class
    self.port_state = {}          # datapath_id => ports
    self.ports = PortDataState()  # Port class -> PortData class
    self.links = LinkState()      # Link class -> timestamp
    self.is_active = True

这些成员变量是 RYU 用来缓存拓扑信息的。我正在尝试理解如何用以下变量来表示一个拓扑。

1) dps 是一个字典，它把数据路径 ID 映射到数据路径类？

- Can someone explain to me what is a datapath_id and a datapath class?

2) port_state 是一个字典，它把数据路径 ID 映射到端口。

- As per my understanding on a switch without a VLAN all the ports will belong to the           same datapath id? In case of a switch with VLAN ports on the switch can have multiple datapath id's. Is my understanding correct?

3) ports 也是一个字典，它把端口类映射到端口数据类？

- what does this mean?

4) links 也是一个字典，它把链接类映射到时间戳。

- again what does this mean?

我正在努力理解 RYU 控制器是如何使用上述结构来存储拓扑信息的。任何帮助或解释都将非常感激。

Answer 1

以下是我对这些回答的看法：

1. 为每个数据路径 ID 保存一个数据路径类。比如在 switches.py 的第 475 行： self.dps[dp.id] = dp 这样一来，凭借一个数据路径 ID，就能很方便地找到整个类。

2. PortState 在第 161 行定义为 PortState(dict)，这意味着它是一个字典。这个字典的键是 int port_no，值是 OFPPort port。
   所以 self.port_state 保存了每个数据路径 ID 的端口信息。比如 self.port_state[1] 就会包含数据路径 ID 为 1 的端口。

3. PortDataState 在第 206 行定义为 PortDataState(dict)，这同样是一个字典。它在字典的形式上有点像双向链表。 看起来这更像是一个端口列表，端口作为键，它们的状态作为值。

4. LinkState 用来跟踪链接。 对于 src 和 dst 之间的链接，它会创建一个 Link 对象，并保存 dst 和 src 之间的映射（这是通过 self._map 结构完成的）。此外，对于每个创建的 Link 对象，它还会记录时间（我不知道这样做的原因）。
   可以查看 switches.py 的第 317 行。

这里有一个关于 Ryu 中拓扑发现 的好教程。

Answer 2

简单来说，每个OpenFlow交换机都会通过一个特定的端口连接到一个控制器。每个交换机和控制器之间的这种连接被称为一个独立的“数据路径”，通常用DPID（数据路径ID）来表示。

而一个链接就是指两个DPID之间的端口连接。因此，DPID 1 (PORT1) 和 DPID 2 (PORT2)之间的连接，就是SW1的P1和SW2的P1之间的链接。

我使用的是POX控制器，对Ryu了解不多，但我想你现在应该能理解这些内容了。