实验1：SDN拓扑实践

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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。
   
   如图：
   
   
   
   

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。

直接使用命令：

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。

直接使用命令：

sudo mn --topo=single,3

1. 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。
   
   使用命令：
   
   py net.addHost('h4')

py net.addLink(h4,s1,0,4)
   
   
   
   分析：通过图片可以看出丢包率为50%，经过讨论询问大佬发现是因为没有配置路由表，导致信息无法传递。

2. 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。
   
   先使用sudo chmod -R 777 [文件名] 将文件的只读状态解除。
   
   然后对文件进行修改，如下：
   
   
   
   再次运行
   
   
   
   对性能进行测试
   
   

（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。
    
    代码如下：

from mininet.topo import Topo
class MyTopo(Topo):
	def __init__(self):
		Topo.__init__(self)
		#hosts
		hosts=[]
		for i in range(16):
			h =self.addHost('h'+str(i+1))
			hosts.append(h)
		#switchs
		switchs=[]
		for i in range(14):
			s =self.addSwitch('s'+str(i+1))
			switchs.append(s)
		#links
		#switch to switch
		for i in range(0,2):
			for j in range(2,6):
				self.addLink(switchs[i],switchs[j])
		for i in range(2,4):
			for j in range(6,10):
				self.addLink(switchs[i],switchs[j])
		for i in range(4,6):
			for j in range(10,14):
				self.addLink(switchs[i],switchs[j])
		#switch to host
		for i in range(8):
			self.addLink(switchs[i+6],hosts[2*i])
			self.addLink(switchs[i+6],hosts[2*i+1])
topos = {'mytopo': (lambda: MyTopo())}

保存文件如下：



运行文件结果如下：

四、实验心得

这次实验的整个过程分为搭建环境和构建网络拓扑两部分。总体难度一般，主要是对Ubuntu的不熟练，对各种命令不熟悉。

• 遇到的问题及解决
  
  1.在配置python环境的时候把usr习惯性看成了user，导致怎么都找不到文件夹。憨批一枚
  
  2.使用Mininet可视化工具生成拓扑时，没有把文件通过Export Level 2 Script保存，而是直接点击save保存，导致出错。
  
  3.后面添加一个主机并且pingall的时候，一直纠结于为什么会有50%的丢包，后来了解到是因为没有配置路由器。
  
  4.第6步编辑脚本的时候，发现031902126.py的文件是锁着的（只读，不能修改）。解决方法是 使用sudo chmod -R 777 031902126.py命令即可。
• 对本次实验的心得
  
  通过这次实验，我学到了三种构建网络拓扑的方法：
  
  1.直接使用Mininet可视化工具，摆放需要的器件，然后连线。然后记得注意保存的格式。这种方法的优点是比较直观，容易了解拓扑的结构，但缺点是遇到复杂的拓扑就会手忙脚乱，需要画很多部分。
  
  2.使用命令行，简单的一句命令就可以构建出固定的拓扑结构。优点是构建快，只需要一行命令，但缺点是只能局限于一些固定的结构，遇到复杂的拓扑就需要很多条命令来添加主机或交换机。
  
  3.使用python脚本编写，建立文件，书写代码，保存并通过命令行运行。优点是很多庞大但有规律的拓扑结构建立十分方便，缺点是不能直观地看到拓扑结构。
  
  这使得我对网络的了解更为深刻，也让我对接下来的学习和实验产生了浓厚的兴趣。个人期待可以在后面的实验中学会用python脚本实现更复杂的拓扑结构。