1.2Mininet拓扑构建与命令使用
Mininet拓扑构建与命令使用
实验目的
1、通过命令模拟创建SDN网络。
2、深入了解Mininet的命令使用。
3、学会使用网络构建启动参数、内部交互命令及外部运行参数。
实验环境
Mininet拓扑构建与命令使用实验拓扑如下图所示。
| 设备名称 | 软件环境 | 硬件环境 |
|---|---|---|
| 主机 | Mininet_2.2.0_desktop_cv1.1 | CPU：1核 内存：2G 磁盘：20G |
注：系统默认的账户为：
管理员权限用户名：root，密码：root@openlab；
普通用户用户名：openlab，密码：user@openlab。
可查看当前实验环境右侧“钥匙”
按钮获取对应的密码。
任务内容
1、通过Mininet命令行创建拓扑来熟悉Mininet的基本功能。
2、通过交互式界面创建拓扑来熟悉Mininet的基本命令。
实验原理
一、Mininet简介
Mininet是基于Linux Container架构开发的一个进程虚拟化网络仿真工具，可以创建一个含有主机、交换机、控制器和链路的虚拟网络，其交换机支持OpenFlow，具有高度灵活的自定义软件定义网络。Mininet可以用一个命令在一台主机上（虚拟机、云或者本地）以秒级创建一个虚拟网络，并在上面运行真正的内核、交换机和应用程序代码。
Mininet能实现如下功能：
- 为OpenFlow应用程序提供一个简单、便宜的网络测试平台
- 启用复杂的拓扑测试，无需连接物理网络
- 具有拓扑感知和OpenFlow感知的CLI，用于调试或运行网络范围的测试
- 支持任意自定义拓扑，主机数可达4096，并包括一组基本的参数化拓扑
- 提供用于网络创建和实验的可扩展Python API
在基于Mininet的使用下，可以轻易的在自己的笔记本上测试一个软件定义网络（software-defined Networks），对基于OpenFlow、Open vSwitch的各种协议等进行开发验证，或者验证自己的想法。且所有的代码几乎可以无缝迁移到真实的硬件环境中，在实验室里，一行命令就可以创建一个支持SDN的任意拓扑的网络结构，并可以灵活的进行相关测试，验证了设计的正确后，可以轻松部署到真实的硬件环境中。
二、OpenFlow连接建立交互流程
Miniedit可视化，直接在界面上编辑任意拓扑，生成python自定义拓扑脚本，使用Mininet可视化界面方便了用户自定义拓扑创建，为不熟悉python脚本的使用者创造了更简单的环境，界面直观，可操作性强。
Mininet 2.2.0+内置miniedit 。在mininet/examples下提供miniedit.py脚本，执行脚本后显示可视化界面，可自定义拓扑及配置属性。
MiniEdit使用主要分三个步骤：Miniedit启动→自定义创建拓扑，设置设备信息→运行拓扑并生成拓扑脚本。
三、网络构建参数
Mininet是基于Linux Container架构开发的一个进程虚拟化网络仿真工具，可以创建一个含有主机、交换机、控制器和链路的虚拟网络，其交换机支持OpenFlow，具有高度灵活的自定义软件定义网络。Mininet可以用一个命令在一台主机上（虚拟机、云或者本地）以秒级创建一个虚拟网络，并在上面运行真正的内核、交换机和应用程序代码。
Mininet能实现如下功能：
- 为OpenFlow应用程序提供一个简单、便宜的网络测试平台
- 启用复杂的拓扑测试，无需连接物理网络
- 具有拓扑感知和OpenFlow感知的CLI，用于调试或运行网络范围的测试
- 支持任意自定义拓扑，主机数可达4096，并包括一组基本的参数化拓扑
- 提供用于网络创建和实验的可扩展Python API
在基于Mininet的使用下，可以轻易的在自己的笔记本上测试一个软件定义网络（software-defined Networks），对基于OpenFlow、Open vSwitch的各种协议等进行开发验证，或者验证自己的想法。且所有的代码几乎可以无缝迁移到真实的硬件环境中，在实验室里，一行命令就可以创建一个支持SDN的任意拓扑的网络结构，并可以灵活的进行相关测试，验证了设计的正确后，可以轻松部署到真实的硬件环境中。
topo：用于指定网络拓扑，Mininet支持创建的网络拓扑为：minimal、single、linear和tree共四种。
-
minimal：创建一个交换机和两个主机相连的简单拓扑。默认无—topo参数的情况下就是这样。其内部实现就是调用了single,2对应的函数。
-
single,n：设置一个交换机和n个主机相连的拓扑。
-
linear,n：创建n个交换机，每个交换机只连接一个主机，并且所有交换机成线型排列。
-
tree,depth=n,fanout=m：创建深度为n，每层树枝为m的树型拓扑。因此形成的拓扑的交换机个数为（mn-1）/（m-1），主机个数为mn。(需要注意的是这里的公式是错误的，图片为公式的纠正)
这里的tree指的只是交换机，交换机结点的depth(深度)为n，fanout(出度)为m
-
—custom：在上述已有拓扑的基础上，Mininet支持自定义的拓扑，使用一个简单的Python API即可。—custom需和—topo一起使用，如mn —custom file.py —topo mytopo。(试着编程实现)
四、内部交互命令
创建Mininet拓扑成功后，一般可用nodes、dump、net等命令查看拓扑的节点、链路及网络等。Mininet常用的交互命令如下所示。
Mininet启动参数总结：
| 参数 | 作用 |
|---|---|
| -h, —help | show this help message and exit |
| —switch=SWITCH | [kernel user ovsk] |
| —host=HOST | [process] |
| —controller=CONTROLLER | [nox_dump none ref remote nox_pysw] |
| —topo=TOPO | [tree reversed single linear minimal],arg1,arg2,…argN |
| -c, —clean | clean and exit |
| —custom=CUSTOM | read custom topo and node params from .py file |
| —test=TEST | [cli build pingall pingpair iperf all iperfudp none] |
| -x, —xterms | spawn xterms for each node |
| —mac | set MACs equal to DPIDs |
| —arp | set all-pairs ARP entries |
| -v VERBOSITY, —verbosity=VERBOSITY | [info warning critical error debug output] |
| —ip=IP | [ip address as a dotted decimal string for aremote controller] |
| —port=PORT | [port integer for a listening remote controller] |
| —innamespace | sw and ctrl in namespace |
| —listenport=LISTENPORT | [base port for passive switch listening controller] |
| —nolistenport | don’t use passive listening port |
| —pre=PRE | [CLI script to run before tests] |
| —post=POST | [CLI script to run after tests] |
Mininet常用命令总结：
| 命令 | 作用 |
|---|---|
| help | 默认列出所有命令文档，后面加命令名将介绍该命令用法 dump打印节点信息 |
| gterm | 给定节点上开启gnome-terminal 注：可能导致mn崩溃 |
| xterm | 给定节点上开启xterm |
| intfs | 列出所有的网络接口 |
| iperf | 两个节点之间进行简单的iPerf TCP测试 |
| iperfudp | 两个节点之间用制定带宽UDP进行测试 |
| net | 显示网络链接情况 |
| noecho | 运行交互式窗口，关闭回应（echoing） |
| pingpair | 在前两个主机之间互Ping测试 |
| source | 从外部文件中读入命令 |
| dpctl | 在所有交换机上用dptcl执行相关命令，本地为tcp 127.0.0.1:6634 |
| link | 禁用或启用两个节点之间的链路 |
| nodes | 列出所有的节点信息 |
| pingall | 所有主机节点之间互Ping |
| py | 执行Python表达式 |
| sh | 运行外部shell命令 |
| quit/exit | 退出 |
操作步骤
一、网络构建参数使用
步骤1
单击终端图标，打开终端，执行su root命令切换到root用户。
步骤2
执行如下命令，创建single拓扑。
不用sudo也可以，直接使用root用户来就好，不过使用以后要及时切换为普通用户
# sudo mn --topo=single,3
说明：单一（Single)拓扑指整个网络拓扑中交换机有且只有一个，交换机可以下挂一个或多个主机，本例创建了一个交换机、3个主机，3个主机都下挂在一个交换机下。
步骤3
执行exit退出Mininet。
步骤4
执行如下命令，创建linear（线性）拓扑。
# sudo mn --topo=linear,3
说明：线性（linear)拓扑指交换机连接呈线形排列，且每个交换机所连接主机数目只有一个，本例创建了3个交换机、3个主机，3个主机分别下挂在一个交换机下。
步骤5
执行exit退出Mininet。
步骤6
执行如下命令，创建树形（tree）拓扑。
# sudo mn --topo=tree,depth=2,fanout=2
说明：树形（tree)拓扑指交换机连接成树形排列，且每个交换机所连接主机一般有多个关联使用参数depth及fanout，本例创建了depth为2，fanout为2的拓扑，表示交换机深度即层数为2，每个交换机下挂2个设备。
步骤7
执行exit退出Mininet。
步骤8
执行如下命令，创建自定义拓扑。
# cd /home/openlab/openlab/mininet/custom
# sudo mn --custom topo-2sw-2host.py --topo mytopo
自定义（custom)拓扑指python编写文件file.py，执行此脚本即可创建定义的拓扑，—custom与—topo联用，在custom目录下存在topo-2sw-2host.py(事先写好的)文件，本例调用此文件构建拓扑。
二、内部交互命令使用
步骤1
执行net命令显示链接信息。
步骤2
执行nodes命令查看节点信息。
步骤3
执行links查看链路健壮性信息。
步骤4
执行pingall验证所有主机间通信并查看结果。
步骤5
执行xterm h1 h2开启xterm进入设备可视化操作界面。
步骤6
执行exit退出Mininet。
步骤7
执行mn -c清除释放Mininet构造配置的交换机及主机。
步骤8
执行mn --help或mn -h查看获取帮助。
三、Mininet可视化构建网络拓扑
步骤1 启动MiniEdit
执行cd /home/openlab/openlab/mininet/examples进入mininet/examples目录下，执行miniedit.py文件：
# sudo ./miniedit.py
步骤2 Miniedit拓扑建立
选择左侧的网络组件，在空白区域单击鼠标左键即可添加网络组件，可选择的组件主要有主机、OpenFlow交换机、传统交换机，传统路由器、链路、控制器。
步骤3 Miniedit属性配置
在左侧设备列表中选中需要的设备，在右侧空白区域单击，设备即添加成功。
设备及链路上可进行鼠标右击长按，选择Properties即可对其进行配置。
在控制器上进行鼠标右击长按，选择Properties即可对控制器进行配置：
在交换机上进行鼠标右击长按，选择Properties即可对交换机进行配置，交换机属性需配置16位的DPID：
在主机上进行鼠标右击长按，选择Properties即可对主机进行配置，主机属性需配置IP地址：
设备属性配置OK后，将会在miniedit.py执行的后台产生日志，告知所添加的设备属性：
步骤4 Miniedit全局配置
Miniedit左上角“Edit”中可以剪切删除设备，及对整个网络进行全局配置：
步骤5 Miniedit运行
点击左下角“run”，即可运行设置好的网络拓扑，同时在后台可以看到相应的配置信息。运行后对交换机、主机进行右击长按，可查看交换机的bridge信息及打开Host的终端，
交换机信息如下：
主机终端界面如下：
步骤6 Miniedit保存脚本
miniedit设置好拓扑后，可通过选择File-Export Level 2 Script，将其保存为python脚本，默认在mininet/examples目录下，通过chmod给此脚本权限后，直接运行即可重现拓扑。
步骤7 Miniedit脚本执行
通过后台查看保存的sdnlab.py脚本文件，并给脚本赋予权限：
# chmod –R 777 sdnlab.py
执行sdnlab.py脚本：
# ./sdnlab.py
