实验1：SDN拓扑实践
一、实验目的
1.能够使用源码安装Mininet；
2.能够使用Mininet的可视化工具生成拓扑；
3.能够使用Mininet的命令行生成特定拓扑；
4.能够使用Mininet交互界面管理SDN拓扑；
5.能够使用Python脚本构建SDN拓扑。
二、实验环境
1.下载虚拟机软件Oracle VisualBox 或 VMware；
2.在虚拟机中安装Ubuntu 20.04 Desktop amd64；
三、实验要求
（一）基本要求
1.在Ubuntu系统的home目录下创建一个目录，目录命名为学号。 |
2.在创建的目录下，完成Mininet的源码安装。 |
3.使用Mininet可视化工具，生成下图所示的拓扑，并保存拓扑文件名为学号.py。 |
使用pingall命令测试主机连通性
确认无误后，保存拓扑文件：
4.使用Mininet的命令行生成如下拓扑： |
a) 3台交换机，每个交换机连接1台主机，3台交换机连接成一条线。
在终端的命令行输入：
sudo mn --topo linear,3
b) 3台主机，每个主机都连接到同1台交换机上。
在终端的命令行输入：
sudo mn --topo single,3
5.在4 b)的基础上，在Mininet交互界面上新增1台主机并且连接到交换机上，再测试新拓扑的连通性。 |
py net.addHost('h4')
py net.addLink(s1, h4)
用links查看连通情况。由图可知，新增的主机h4已经成功连接到交换机s1上。
使用pingall命令，结果如下。可知新增的主机不能ping通其他主机。
6.编辑（一）中第3步保存的Python脚本，添加如下网络性能限制，生成拓扑： |
a) h1的cpu最高不超过50%；
b) h1和s1之间的链路带宽为10，延迟为5ms，最大队列大小为1000，损耗率50。
代码修改部分如下图：
修改后的完整代码为：
#!/usr/bin/env python
from mininet.net import Mininet
from mininet.node import Controller, RemoteController, OVSController
from mininet.node import CPULimitedHost, Host, Node
from mininet.node import OVSKernelSwitch, UserSwitch
from mininet.node import IVSSwitch
from mininet.cli import CLI
from mininet.log import setLogLevel, info
from mininet.link import TCLink, Intf
from subprocess import call
def myNetwork():
net = Mininet( topo=None,
build=False,
ipBase='10.0.0.0/8')
info( '*** Adding controller\n' )
c0=net.addController(name='c0',
controller=Controller,
protocol='tcp',
port=6633)
info( '*** Add switches\n')
s1 = net.addSwitch('s1', cls=OVSKernelSwitch)
s2 = net.addSwitch('s2', cls=OVSKernelSwitch)
info( '*** Add hosts\n')
h1 = net.addHost('h1', cls=Host, ip='10.0.0.1', defaultRoute=None,cpu=0.5)
h2 = net.addHost('h2', cls=Host, ip='10.0.0.2', defaultRoute=None)
h3 = net.addHost('h3', cls=Host, ip='10.0.0.3', defaultRoute=None)
h4 = net.addHost('h4', cls=Host, ip='10.0.0.4', defaultRoute=None)
info( '*** Add links\n')
net.addLink(h1, s1,bw=10,delay='5ms',max_queue_size=1000,loss=50,use_htb=True)
net.addLink(h2, s1)
net.addLink(s1, s2)
net.addLink(h3, s2)
net.addLink(s2, h4)
info( '*** Starting network\n')
net.build()
info( '*** Starting controllers\n')
for controller in net.controllers:
controller.start()
info( '*** Starting switches\n')
net.get('s1').start([c0])
net.get('s2').start([c0])
info( '*** Post configure switches and hosts\n')
CLI(net)
net.stop()
if __name__ == '__main__':
setLogLevel( 'info' )
myNetwork()
测试连通性：
测试带宽：
（二）进阶要求
编写Python脚本，生成如下数据中心网络拓扑，要求：
|
#!/usr/bin/env python
from mininet.topo import Topo
class MyTopo(Topo):
def __init__(self):
#初始化
Topo.__init__(self)
#添加host
for i in range(1,17):
self.addHost("h"+str(i))
#添加switch
for i in range(1,15):
self.addSwitch("s"+str(i))
#将s1-2与s3-6连接
for i in range(1,3):
for j in range(3,7):
self.addLink("s"+str(i),"s"+str(j))
#将s3-4与s7-10连接，将s5-6与s11-14连接
for i in range(3,5):
for j in range(7,11):
self.addLink("s"+str(i),"s"+str(j))
for i in range(5,7):
for j in range(11,15):
self.addLink("s"+str(i),"s"+str(j))
#将s7-s14分别与下面两个主机连接
for i in range(7,15):
for j in range((i-6)*2-1,(i-6)*2+1):
self.addLink("s"+str(i),"h"+str(j))
topos = {'mytopo': (lambda: MyTopo())}
在命令行中输入如下命令：
sudo mn --custom 031902239_fattree.py --topo mytopo
输入pingall出现以下情况即主机ping不通。上网查找资料得知是因为拓扑中存在环路导致switch学习的时候无法收敛。
更改命令为：
sudo mn --custom 031902239_fattree.py --topo mytopo --switch ovsbr,stp=1
再次使用pingall命令，得到如下结果，可见还未完全ping通。
再次使用pingall命令，主机已可以完全ping通。
四、个人实验总结
- 实验难度：中等。
- 遇到的困难及解决办法：
1.在安装虚拟机时，输入密码不显示着实让我有点疑惑，竟然是看起来没有实际上是存在的。
2.做实验时由于缺乏经验，各种命令的使用和各种操作刚开始都显得有点迷茫，多用几次逐渐变得熟悉起来一些。
3.在原先搭建的拓扑图生成的.py文件中根据题目意思修改代码后，没法保存。询问同学后知可先另存为一个与原来文件不同名的文件，再将原来的.py文件删除，最后将新的.py文件改名。
4.进阶使用python编写脚本生成拓扑是完全没有写过的东西，感觉有些迷茫。参考同学代码，每行斟酌也一点点摸索到了规律。
5.在编写python脚本生成拓扑后，使用sudo mn --custom 031902239_fattree.py --topo mytopo命令后续pingall无法ping通。查找资料得知是因为拓扑中存在环，想要解决可以使用STP生成树协议。将命令改为使用sudo mn --custom 031902239_fattree.py --topo mytopo --switch ovsbr,stp=1，在pingall就可ping通，但使用一次pingall并不能完全ping通。 - 个人感想：本次实验是软件定义网络（SDN）的第一次上机实践，第一次上机比较生疏，所以也感觉碰到了挺多困难的，好在在同学的帮助下以及上网查找资料后困难都得以解决了。头一回难免不熟悉，很多东西需要实践后才能发现错处，经过交流和改错就是一次又一次的进步。摸索虚拟机、mininet以及python脚本虽然耗费了些时间，但这些都让我觉得受益匪浅。
