实验1：SDN拓扑实践

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。

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。

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。

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 s1.attach('s1-eth4')
py net.addLink(h4, s1, 0, 4)
py h4.setIP('10.0.0.5')
py pingall

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。

sudo chmod -R 777 03190211.py 解除文件只读状态

（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。

• 参考资料

# Python脚本代码
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
from mininet.log import setLogLevel
from mininet.cli import CLI

class MyTopo( Topo ):
 
    def __init__( self ):
 
        # Initialize topology
        Topo.__init__( self )
        L1 = 2
        L2 = L1 * 2 
        L3 = L2 * 2
        f = []
        s = []
        t = []
          
        # add fist layer switch  
        for i in range(L1):
            sw = self.addSwitch('s{}'.format(i + 1) )
            f.append(sw)
    
        # add second layer switch
        for i in range(L2):
            sw = self.addSwitch('s{}'.format(L1 + i + 1) )
            s.append(sw)
    
        # add third layer switch
        for i in range(L3):
            sw = self.addSwitch('s{}'.format(L1 + L2 + i + 1))
            t.append(sw)
 
        # add links between first and second layer switch
        for sw1 in f:
            for sw2 in s:
                self.addLink(sw1, sw2)
 
        # add links between second and third layer switch
        start = 0
        end = 4
        count = 0
        for sw1 in s:
            for i in range(start,end):
                self.addLink(sw1, t[i])
            count += 1
            if count % 2 == 0:
                start = end
                end += 4
 
        #add hosts and its links with third layer switch
        count = 1
        for sw1 in t:
            for i in range(2):
                host = self.addHost('h{}'.format(count))
                self.addLink(sw1, host)
                count += 1
topos = {'mytopo': ( lambda: MyTopo() )}

运行结果：

四、个人总结

• Ubuntu虚拟机的安装算是挺顺利的

• 实验过程遇到的困难及解决办法

  • 在安装Mininet实验环境出现了下面的问题
    
    查看安装教程后找到了对应的解决方法，在/usr/bin 目录下查找不到 python 这个目录，直接添加新的软链，指向 python3 ：sudo ln -s /usr/bin/python3 /usr/bin/python，即默认 python 版本为 python3

  • 在使用mininet可视化工具画完拓扑后，我又创建了一个相同的拓扑结构，但是运行的时候报了一个错误: Exception: Error creating interface pair (s11-eth2,s12-eth2): RTNETLINK answers: File exists
    上网查询之后发现，出现这个报错的原因是重复构建了相同的拓扑，只需要用命令 sudo mn -c 清除掉先前的拓扑结构就能正常运行了

  • 在做进阶要求时，参考了资料，一开始不理解代码，但是多看几遍之后慢慢理解了代码的逻辑

• 个人感想及收获

  • 通过这次实验我学会了安装虚拟机，学习了一些Linux的命令，在删除文件时不要用图形界面来点击删除，要学会用命令行来删除文件，这样才能彻底删除文件rm -rf没烦恼🤭。

  • 初步掌握用可视化工具、命令行、Python生成SDN拓扑

  • 课后还需要自己去多学习一些mininet的使用方法，加深对SDN的理解