实验 2：Mininet 实验——拓扑的命令脚本生成

实验 2：Mininet 实验——拓扑的命令脚本生成

一、实验目的

掌握 Mininet 的自定义拓扑生成方法：命令行创建、Python 脚本编写。

二、实验任务

通过使用命令行创建、Python 脚本编写生成拓扑，熟悉 Mininet 的基本功能。

三、实验步骤

1.实验环境

安装了 Ubuntu 18.04.5 Desktop amd64 的虚拟机

2.实验过程

（1）针对特定拓扑的命令行快速创建

// 最小拓扑，1 台交换机下挂 2 台主机
$ sudo mn --topo minimal
// 简单拓扑，1 台交换机下挂 n 台主机，此处 n=3，n=2 即为最小拓扑
$ sudo mn --topo single,3
// 线性拓扑，交换机连成一线，每台交换机下挂 1 台主机，此处有 3 台交换机 3 台主机
$ sudo mn --topo linear,3
// 树形拓扑，基于深度 depth 和扇出 fanout，此处均为 2
$ sudo mn --topo tree, fanout=2,depth=2

最小拓扑如下：

（2）通用情形的 Python 脚本自定义创建

此种方法需要具备 Python 的编程能力。
本例拓扑为实验 1 可视化工具实验部分所使用的拓扑。

并且脚本中可以自定义网络性能，比如 addHost 当中可以添加参数设置主机的cpu，addLink 当中可以添加参数设置链路的带宽 bw、延时 delay、最大队列值maxqueuesize、丢包率 loss，相关代码见注释。

# coding=UTF-8
from mininet.net import Mininet
from mininet.node import CPULimitedHost #cpu相关设置
from mininet.link import TCLink # addLink相关设置
net = Mininet(host=CPULimitedHost, link=TCLink) # 如不限制性能，参数为空
# 创建网络节点
c0 = net.addController()
h1 = net.addHost('h1', cpu=0.5) #cpu性能限制
h2 = net.addHost('h2', cpu=0.5) #cpu性能限制
h3 = net.addHost('h3')
h4 = net.addHost('h4')
s1 = net.addSwitch('s1')
s2 = net.addSwitch('s2')
# 创建节点间的链路
net.addLink(h1, s1, bw=10, delay='5ms',max_queue_size=1000, loss=10, use_htb=True) #带宽bw、延时delay等设置
net.addLink(h3, s1)
net.addLink(h2, s2, bw=10, delay='5ms',max_queue_size=1000, loss=10, use_htb=True) #带宽bw、延时delay等设置
net.addLink(h4, s2)
net.addLink(s1, s2)
# 配置主机 ip
h1.setIP('10.0.0.1', 24)
h2.setIP('10.0.0.2', 24)
h3.setIP('10.0.0.3', 24)
h4.setIP('10.0.0.4', 24)
net.start()
net.pingAll()
net.stop()

执行命令：

$ nano lttopo1.py // 复制 Python 代码到 py 文件中。此处也可使用vim，即$ vim lttopo1.py
$ sudo python lttopo1.py // 执行 py 文件

执行结果如下：

修改之前的 Python 程序，使之可用 iPerf 测试网络拓扑中的指定主机之间的带宽。

# coding=UTF-8
#!/usr/bin/python
from mininet.net import Mininet
from mininet.node import CPULimitedHost
from mininet.link import TCLink
from mininet.util import dumpNodeConnections
from mininet.log import setLogLevel
def IperfTest():
    net = Mininet(host=CPULimitedHost, link=TCLink)
    c0 = net.addController()
    h1 = net.addHost('h1', cpu=0.5)
    h2 = net.addHost('h2', cpu=0.5)
    h3 = net.addHost('h3')
    h4 = net.addHost('h4')
    s1 = net.addSwitch('s1')
    s2 = net.addSwitch('s2')
    net.addLink(h1, s1, bw=10, delay='5ms',max_queue_size=1000, loss=0, use_htb=True)
    net.addLink(h3, s1)
    net.addLink(h2, s2, bw=10, delay='5ms',max_queue_size=1000, loss=0, use_htb=True)
    net.addLink(h4, s2)
    net.addLink(s1, s2)
    h1.setIP('10.0.0.1', 24)
    h2.setIP('10.0.0.2', 24)
    h3.setIP('10.0.0.3', 24)
    h4.setIP('10.0.0.4', 24)
    net.start()
    print "Dumping host connections"
    dumpNodeConnections(net.hosts)
    print "Testing network connectivity"
    net.pingAll()
    print "Testing bandwidth"
    h1, h2, h3, h4 = net.get('h1', 'h2', 'h3', 'h4')
    net.iperf((h1, h3))
    net.iperf((h2, h4))
    net.stop()
if __name__=='__main__':
    setLogLevel('info') #print the log when Configuring hosts, starting switches and controller
    IperfTest()

执行结果如下：

修改上述 Mininet 脚本，使之变成一个线性拓扑（交换机和主机数均为3），且各类性能限制保持不变。代码如下：

# coding=UTF-8
#!/usr/bin/python
from mininet.net import Mininet
from mininet.node import CPULimitedHost
from mininet.link import TCLink
from mininet.util import dumpNodeConnections
from mininet.log import setLogLevel
def IperfTest():
    net = Mininet(host=CPULimitedHost, link=TCLink)
    c0 = net.addController()
    h1 = net.addHost('h1', cpu=0.5)
    h2 = net.addHost('h2', cpu=0.5)
    h3 = net.addHost('h3')
    s1 = net.addSwitch('s1')
    s2 = net.addSwitch('s2')
    s3 = net.addSwitch('s3')
    net.addLink(h1, s1, bw=10, delay='5ms',max_queue_size=1000, loss=10, use_htb=True)
    net.addLink(h3, s3)
    net.addLink(h2, s2, bw=10, delay='5ms',max_queue_size=1000, loss=10, use_htb=True)
    net.addLink(s3, s2)
    net.addLink(s1, s2)
    h1.setIP('10.0.0.1', 24)
    h2.setIP('10.0.0.2', 24)
    h3.setIP('10.0.0.3', 24)
    net.start()
    print "Dumping host connections"
    dumpNodeConnections(net.hosts)
    print "Testing network connectivity"
    net.pingAll()
    print "Testing bandwidth"
    h1, h2, h3 = net.get('h1', 'h2', 'h3')
    net.iperf((h1, h3))
    net.iperf((h2, h1))
    net.iperf((h2, h3))
    net.stop()
if __name__=='__main__':
    setLogLevel('info') #print the log when Configuring hosts, starting switches and controller
    IperfTest()

执行结果如下：

使用 iperf 完成拓扑内 3 台主机相互之间的简单性能测试：

关于 IPerf 的延伸实验参考 SDNLAB：https://www.sdnlab.com/15088.html

四、总结

利用命令行指令可以快速创建特定拓扑的网络。另外，利用python脚本可以自定义创建各种拓扑的网络，并且可以自定义网络性能，但是在编写python代码时，要严格控制缩进。