2020 SDN第三次上机实验

实验3：Mininet实验——测量路径的损耗率

一、实验目的

     在实验2的基础上进一步熟悉Mininet自定义拓扑脚本，以及与损耗率相关的设定；初步了解Mininet安装时自带的POX控制器脚本编写，测试路径损耗率

二、试验任务

     h0向h1发送数据包，由于在Mininet脚本中设置了连接损耗率，在传输过程中会丢失一些包，本次实验的目的是展示如何通过控制器计算路径损耗速率(h0 → s0 → s1 → h1)。这里假设控制器预先知道网络拓扑。控制器将向 s0 和 s1 发送flow_stats_request，当控制器接收到来自 s0 的response时，将特定流的数据包数保存在 input_pkts中，当控制器接收到来自 s1的 response时，将接收到特定流的数据包数保存在 output_pkts中，差值就是丢失的数据包数量。
     基于上述拓扑，编写 Mininet脚本，设置特定的交换机间的路径损耗速率，然后编写 POX控制器脚本，实现对路径的损耗率的测量。

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)新建并编辑 pox 脚本flow_stat.py :

     在 pox 安装目录下(Mininet完整安装了 pox )执行以下命令运行 pox 脚本：

$ ./pox.py flow_stat

     从第7行开始，程序让h0 ping h1 ，监测 s0和 s1之间的链路 。

• 如果匹配到以太网类型的包头（0x0800），并且数据包的目的 IP 地址是 192.168.123.2（对照后面 Mininet 的脚本发现是 h1）， 并且连接到控制器的数据平面设备 id 是 s0（h0 ping h1，链路 s0-s1 上数据包是从 s0 流向 s1，s0 为源，s1 为目的地）， 执行 input_pkts = f.packet_count，把数据包数量存入input_pkts；
• 同理，如果连接到控制器的数据平面设备 id 是 s1，执行 output_pkts = f.packet_count，把数据包数量存入 output_pkts
• 最后求 input_pkts 和 output_pkts 的差值。一般情况下差值为正，说明链路上数据包有损耗

     (2)编辑 Mininet 脚本 mymininet3.py

     参照拓扑图，新建并编辑 Mininet 脚本 mymininet3.py，控制器因为安装在本机，
所以需修改参考资料代码中的控制器地址为 127.0.0.1:6633.

switch.cmd( 'ovs-vsctl set-controller dp0 tcp:127.0.0.1:6633' ) 
switch1.cmd( 'ovs-vsctl set-controller dp1 tcp:127.0.0.1:6633' ) 

     设置 s0 和 s1 之间链路的丢包率为 0

info( "*** Creating links\n" )     
linkopts0=dict(bw=100, delay='1ms', loss=0)     
linkopts1=dict(bw=100, delay='1ms', loss=0)     
link0=TCLink( h0, switch, **linkopts0)     
link1 = TCLink( switch, switch1, **linkopts1)          
link2 = TCLink( h1, switch1, **linkopts0) 

     再执行命令运行Mininet脚本mymininet.py

$ sudo python mymininet.py 

     Ping 默认是每 1 秒钟测一次，ping 的结果会显示一个丢包率，这里的丢包率是根据 ping 不通的次数占总次数的百分比计算得到的。上图中由于一共 ping 了 20次，每次都能通，所以丢包率是

     观察 pox 侧的实时状态更新发现平均丢包率为 0，结果符合 Mininet 脚本中设置的损耗率，也有可能出现负值，可以认为没有丢包。

     如果修改代码中 s0 和 s1 之间链路的丢包率为 10

 info( "*** Creating links\n" )     
 linkopts0=dict(bw=100, delay='1ms', loss=0)     
 linkopts1=dict(bw=100, delay='1ms', loss=10)     
 link0=TCLink( h0, switch, **linkopts0)     
 link1 = TCLink( switch, switch1, **linkopts1)          
 link2 = TCLink( h1, switch1, **linkopts0) 

     重新运行 Mininet 脚本 mymininet3.py，20 秒时间的 ping 过程中有 icmp_seq 为
2/4/14/16/19/20 共 6 次 ping 不通，所以丢包率计算为 30%.

     POX 端重新测试，会发现出现丢包现象，但是实际测量出的丢包率会有浮动，链
路的性能总体受到了限制。

四、总结

• 在pox 连接失败时，用ctrl + C结束进程，否则会出现已经建立链路无法重连，需要重新启动
• 在mininet二次连接时会出现 File exist 的错误，需要使用sudo mn -c清除环境

五、参考资料：

     SDNLAB实验 参考资料： https://www.sdnlab.com/15100.html