软件定义网络实验 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 16.04.7 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

注：以上命令注意逗号和等号前后均不能有空格。

（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。

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。

针对交换机和主机数均为 3 的线性拓扑：

# coding=UTF-8
from mininet.net import Mininet
from mininet.node import CPULimitedHost
from mininet.link import TCLink
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)
h2 = net.addHost('h2', cpu=0.5)
h3 = net.addHost('h3')
s1 = net.addSwitch('s1')
s2 = net.addSwitch('s2')
s3 = net.addSwitch('s3')
# 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)
net.addLink(h2, s2, bw=10, delay='5ms',max_queue_size=1000, loss=10, use_htb=True)
net.addLink(h3, s3)
net.addLink(s1, s2)
net.addLink(s2, s3)
# 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)
net.start()
net.pingAll()
net.stop()

执行命令：

$ nano mytopo.py # 复制 Python 代码到 py 文件中
$ sudo python mytopo.py # 执行 py 文件

参考了：https://www.sdnlab.com/15077.html

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')
    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=0, use_htb=True)
    net.addLink(h2, s2, bw=10, delay='5ms',max_queue_size=1000, loss=0, use_htb=True)
    net.addLink(h3, s3)
    net.addLink(s1, s2)
    net.addLink(s2, s3)
    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, h2))
    net.iperf((h1, h3))
    net.iperf((h2, h3))
    net.stop()
if __name__=='__main__':
    setLogLevel('info') #print the log when Configuring hosts, starting switches and controller
    IperfTest()

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

注：中间出现过几次失败，查询后得知最好在每次生成新的拓扑前执行 sudo mn -c以清空当前拓扑，防止冲突。

四、实验要求

（已在实验步骤中体现）

1. 在创建的个人目录下，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）。

2. 各类性能限制保持不变。

3. 使用 iperf 完成拓扑内 3 台主机相互之间的简单性能测试。

4. 在博客园发表一篇博客，记录代码和主要步骤。

五、实验总结

继实验 1 使用 MiniEdit 图形化生成拓扑之后，本次实验采用命令行和 Python 程序的方式生成拓扑。一开始我感觉有点懵，毕竟命令行生成的拓扑没有图形界面，好像不太直观。不过命令行的语句总归不算复杂，依葫芦画瓢的修改还是比较容易。（被 Python 缩进稍微坑了一下）另外这次实验我了解到 Mininet 中可以设置网络各节点的性能参数，能更好地模拟真实网络环境。具体的使用还需要进一步摸索。每次测试选择的路由也并不相同，是按什么规则进行选择的？另外控制器是做什么用的？工作原理是什么？这些问题我还不太理解。