实验1：SDN拓扑实践
实验1：SDN拓扑实践
一、实验目的
- 能够使用源码安装Mininet；
- 能够使用Mininet的可视化工具生成拓扑；
- 能够使用Mininet的命令行生成特定拓扑；
- 能够使用Mininet交互界面管理SDN拓扑；
- 能够使用Python脚本构建SDN拓扑。
二、实验环境
Ubuntu 20.04 Desktop amd64
三、实验要求
（一）基本要求
- 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。
- b) 3台主机，每个主机都连接到同1台交换机上。
- 在2 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。
- 编辑（一）中第1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。
"032002608.py"代码
#!/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')
h4 = net.addHost('h4', cls=Host, ip='10.0.0.4', defaultRoute=None)
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)
h1 = net.addHost('h1', cls=Host, ip='10.0.0.1', defaultRoute=None,cpu=0.5)
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(s2, h3)
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()
- Mininet运行结果
（二）进阶要求
编写Python脚本，生成如下数据中心网络拓扑，要求：
-
编写.py拓扑文件，命名为“学号_fattree.py”；
-
必须通过Mininet的custom参数载入上述文件，不得直接使用miniedit.py生成的.py文件；
-
设备名称必须和下图一致；
-
使用Python的循环功能实现，不得在代码中手工直接添加设备和链路。
"032002608_fattree.py"代码
#!/usr/bin/python
#创建网络拓扑
"""Custom topology example
Adding the 'topos' dict with a key/value pair to generate our newly defined
topology enables one to pass in '--topo=mytopo' from the command line.
"""
from mininet.topo import Topo
from mininet.net import Mininet
from mininet.node import RemoteController,CPULimitedHost
from mininet.link import TCLink
from mininet.util import dumpNodeConnections
class MyTopo( Topo ):
"Simple topology example."
def __init__( self ):
"Create custom topo."
# Initialize topology
Topo.__init__( self )
L1 = 2
L2 = L1 * 2
L3 = L2 * 2 #Multiply by 2 times on the original basis
c = []
a = []
e = []
# add core ovs
for i in range( L1 ):
sw = self.addSwitch( 's{}'.format( i + 1 ) )
c.append( sw )
# add aggregation ovs
for i in range( L2 ):
sw = self.addSwitch( 's{}'.format( L1 + i + 1 ) )
a.append( sw )
# add edge ovs
for i in range( L3 ):
sw = self.addSwitch( 's{}'.format( L1 + L2 + i + 1 ) )
e.append( sw )
# add links between core and aggregation ovs
for i in range( L1 ):
sw1 = c[i]
for sw2 in a[i/2::L1/2]:
self.addLink( sw2, sw1 )
# add links between aggregation and edge ovs
for i in range( 0, L2, 2 ):
for sw1 in a[i:i+2]:
if i==0:
for sw2 in e[i:i+4]:
self.addLink( sw2, sw1 )
else:
for sw2 in e[i+2:i+6]:
self.addLink( sw2, sw1 )
#add hosts and its links with edge ovs
count = 1
for sw1 in e:
for i in range(2):
host = self.addHost( 'h{}'.format( count ) )
self.addLink( sw1, host )
count += 1
topos = { 'mytopo': ( lambda: MyTopo() ) }
- 执行结果截图
四、个人总结
我认为这次实验的难度适中，只要跟着操作文档一步一步地进行实验，基本都能完成。而对于进阶要求部分，需要一定的思考。在原来代码的基础上做出适当调整，使得运行结果符合要求。
在实验过程中遇到了许多困难，但也都一一化解，完成实验。
在完成“在2 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。”这个要求时，端口设置有误，一直无法添加连接
在仔细观察已有主机和交换机的端口号后，发现所设置的端口号已被占用，将端口号修改后，才达到预期效果
但是随后测试连通性时，发现他们无法连通
于是上网查阅资料，看到其他博客给出解决方法
py h4.setIP('10.0.0.4',8)
py s1.attach('s1-eth4')
最终解决所有问题！
个人感想：这次实验收获颇丰，学习怎么使用Mininet可视化建立拓扑、命令行生成特定拓扑、交互界面管理SDN拓扑以及使用Python脚本构建SDN拓扑等等知识。从中我也认识到自己对于这方面知识的欠缺，今后还有待提高，并且因为不熟练导致这次实验的耗时很长，争取下次实验前先好好学习一下实验相关知识，再开始实验。此外，这次实验还涉及到python，好在之前有自学过一些python知识，使得python相关内容不会感到特别陌生，但是今后还需进一步学习python的使用，并在实践中进步。
