軟體定義網路(SDN)第二次實驗報告

_CLF 發表於 2020-09-15




實驗 2 :Mininet 實驗——拓撲的命令指令碼生成

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一、實驗目的

掌握 Mininet 的自定義拓撲生成方法:命令列建立、Python 指令碼編寫。


二、實驗任務

通過使用命令列建立、Python 指令碼編寫生成拓撲,熟悉 Mininet 的基本功能。


三、實驗要求

  • 在建立的個人目錄下,修改上述 Mininet 指令碼,使之變成一個線性拓撲(交換機和主機數均為 3)
  • 各類效能限制保持不變。
  • 使用 iperf 完成拓撲內 3 臺主機相互之間的簡單效能測試。
  • 在部落格園發表一篇部落格,記錄程式碼和主要步驟。


四、具體實驗步驟

引導實驗 Part 1

(1)選擇 VMware 虛擬機器,進入 Ubuntu 18.04.5 Desktop amd64 的實驗環境;


(2)針對特定拓撲的命令列快速建立:

  • 最小拓撲,1 臺交換機下掛 2 臺主機;
$ sudo mn --topo minimal
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圖 2-1 最小拓撲
  • 簡單拓撲,1 臺交換機下掛 n 臺主機,此處 n=3,n=2 即為最小拓撲【星型拓撲】;
$ sudo mn --topo single,3 
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圖 2-2 簡單拓撲
  • 線性拓撲,交換機連成一線,每臺交換機下掛 1 臺主機,此處有 3 臺交換機 3 臺主機【匯流排拓撲】;
$ sudo mn --topo linear,3 
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圖 2-3 線性拓撲
  • 樹形拓撲,基於深度 depth 和扇出 fanout,此處均為 2【樹形拓撲】。
$ sudo mn --topo tree,fanout=2,depth=2 
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圖 2-4 樹形拓撲

引導實驗 Part 2

(1)通用情形的 Python 指令碼自定義建立:

  • 輸入命令,建立 mytopo.py 檔案,用編輯器開啟,將程式碼樣例 1 複製進去【指令碼中可以自定義網路效能,比如 addHost 當中可以新增引數設定主機的 cpu,addLink 當中可以新增引數設定鏈路頻寬 bw、延時 delay、最大佇列值 maxqueuesize、丟包率 loss】;
$ touch mytopo.py
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圖 2-5 建立程式碼檔案
  • 執行.py檔案;
$ sudo python mytopo.py
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圖 2-6 執行程式碼檔案 mytopo.py ,結果一致

(2)同樣建立新的檔案 IperfTest.py ,將程式碼樣例 2 複製進去,用 iPerf 測試網路拓撲中的指定主機之間的頻寬。

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圖 2-6 執行程式碼檔案 IperfTest.py ,結果一致

本週實驗任務完成流程

(1)複製 mytopo.py 為 ch2topo.py ,複製 IperfTest.py 為 ch2Iperf.py ,先進入 ch2topo.py 編輯器;

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圖 2-7 複製 .py 檔案

(2)修改 ch2topo.py 程式碼拓撲為一個線性拓撲(交換機和主機數均為 3 ),具體程式碼如下:

# coding=UTF-8
from mininet.net import Mininet
from mininet.node import CPULimitedHost
from mininet.link import TCLink
net = Mininet(host=CPULimitedHost, link=TCLink)  # 如不限制效能,引數為空

# 建立網路節點 
c0 = net.addController() 
s1 = net.addSwitch('s1') 
s2 = net.addSwitch('s2') 
s3 = net.addSwitch('s3')
h1 = net.addHost('h1', cpu=0.5) 
h2 = net.addHost('h2', cpu=0.5) 
h3 = net.addHost('h3') 
 
# 建立節點間的鏈路 
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, bw=10, delay='5ms',max_queue_size=1000, loss=10, use_htb=True) 
net.addLink(s1, s2)
net.addLink(s2, s3)
 
# 配置主機 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() 
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圖 2-8 修改程式碼的拓撲結構

(3)多次執行 ch2topo.py 檔案,檢視結果;

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圖 2-9 執行 ch2topo.py 檔案

(4)同理修改 ch2Iperf.py 程式碼拓撲為一個線性拓撲(交換機和主機數均為 3 ),並進行三臺主機兩兩之間相互的效能測試,具體程式碼如下:

# 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, bw=10, delay='5ms',max_queue_size=1000, loss=0, use_htb=True)  
	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, h3))  
	net.iperf((h3, h1))  
	net.iperf((h1, h2))  
	net.iperf((h2, h1))  
	net.iperf((h2, h3))  
	net.iperf((h3, h2))  
	net.stop() 
 
if __name__=='__main__':     
	setLogLevel('info') 
	#print the log when Configuring hosts, starting switches and controller     
	IperfTest() 
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圖 2-9 執行 ch2topo.py 檔案



五、注意事項與心得體會

注意事項

  • 本週暫無,實驗比較簡單。

心得體會

  • 學會了用 python 編寫 mininet 指令碼和網路拓撲,以後可以自定義;
  • 有個問題:如果需要建立一個規模比較大的測試拓撲的話(除去簡單拓撲、線性拓撲、樹形拓撲),這樣子用圖形化或者指令碼化介面來一一配置,效率會不會比較低,是否存在以及如何進行高效率部署。