Mininet学习记录（常用命令+创建网络拓扑+OpenDaylight显示拓扑结构)

目录

    • 1.Mininet简介
    • 2.Mininet常用命令
      • 2.1创建网络拓扑常用参数
      • 2.2常用的内部交换命令
    • 3.创建网络拓扑的三种方式
      • 3.1通过命令行创建
      • 3.2通过miniedit可视化界面创建
      • 3.3通过python脚本创建
    • 4.问题总结

1.Mininet简介

  • Mininet 是由一些虚拟的终端节点 (end-hosts) 、交换机、路由器连接而成的一个网络仿真器，是一个轻量级软件定义网络和测试平台，支持 OpenFlow、OpenvSwith 等各种协议。
  • Mininet的原理是通过虚拟化技术在单个主机上创建虚拟网络设备，并建立虚拟链路来连接它们。它提供了简单的接口和工具来定义和管理网络拓扑，以及监控和调试虚拟网络。这使得用户可以方便地进行网络原型设计、测试和教育。

2.Mininet常用命令

2.1创建网络拓扑常用参数

命令含义
-clean释放之前创建拓扑时占用的未释放的资源
-h查看帮助
–custom用于创建自定义拓扑
–topo在mininet启动时通过命令行定义拓扑
–switch定义要使用的交换机，默认使用oVSK交换机
–mac自动设置设备的MAC地址从而使MAC地址更易读
–controller定义要使用的控制器，如果没有指定则使用mininet中默认的控制器(可选的有default、remote等)
mn创建默认最小拓扑

2.2常用的内部交换命令

命令含义
mininet >help获取帮助列表
mininet >nodes查看网络拓扑中结点的状态
mininet >links显示链路健壮性信息
mininet >net显示网络拓扑
mininet >dump显示每个节点的接口设置和表示每个节点的进程的PID
mininet > pingall在网络中的所有主机之间执行ping测试
mininet > pingpair只测试前两个主机的连通性
mininet >xterm h1打开host 1的终端
mininet >iperf两个节点之间进行iperftcp带宽测试 (iperf h1 h2)
mininet >iperfudp两节点之间进行iperfudp带宽测试 (iperfudp bw h1 h2)
mininet >link禁用/启用节点间链路 (启用 s1 s2间的链路 link s1 s2 up；禁用s1 s2间的链路 link s1 s2 down)
mininet >h1 ping h2h1和h2节点之间执行 ping测试
mininet >h1ifconfig查看host1的IP 等信息
mininet >exit / quit退出mininet登录

3.创建网络拓扑的三种方式

需要注意的是，运行网络拓扑之前，均需打开另一个终端，在/home/shy/distribution-karaf-0.6.4-Carbon/bin目录下，通过sudo ./karaf命令启动OpenDaylight控制器。
在这里插入图片描述

3.1通过命令行创建

① 最小化（minimal）拓扑：整个网络中只有一台交换机，交换机下挂两台主机（也就是mn）。
例如：sudo mn --controller=remote,ip=127.0.0.1 --switch ovsk,protocols=OpenFlow13 表示创建了一台交换机，交换机下挂2台主机
在这里插入图片描述
② 单一(single)拓扑：整个网络拓扑中有且只有一个交换机，交换机可下挂一个或多个主机。
例如：sudo mn --topo=single,4 --controller=remote,ip=127.0.0.1 --switch ovsk,protocols=OpenFlow13 表示创建了一台交换机，交换机下挂4台主机
在这里插入图片描述
③ 反转（reversed）拓扑：网络中只有一台交换机，交换机可连一台或多台主机。与单一拓扑不同的是，单一拓扑中，交换机与主机的连接端口号从小到大使用，而在反转拓扑中端口号从大到小使用。
例如：sudo mn --topo=reversed,4 --controller=remote,ip=127.0.0.1 --switch ovsk,protocols=OpenFlow13 表示创建了一台交换机，交换机下挂4台主机
在这里插入图片描述
④ 线形(linear)拓扑：交换机连接呈线形排列，需要设置两个参数n和m。其中n表示交换机的个数，m表示每台交换机连接的主机个数。线形拓扑共有n台交换机、n*m台主机。如果只设置一个参数，默认交换机与主机数相同，即每台交换机下挂1台主机。
例如：sudo mn --topo=linear,3 --controller=remote,ip=127.0.0.1 --switch ovsk,protocols=OpenFlow13 表示创建3台交换机和3台主机。
在这里插入图片描述
再例如：sudo mn --topo=linear,3,2 --controller=remote,ip=127.0.0.1 --switch ovsk,protocols=OpenFlow13 表示创建3台交换机，每台交换机下挂2台主机。
在这里插入图片描述
⑤ 树形(tree)拓扑：交换机连接呈树形排列，且每个交换机下挂的主机一般有多个，类似于数据结构的二叉树。需要设置depth和fanout两个参数，depth指的是主机到根节点交换机经历的层级数，fanout表示广度/扇出，决定每层分支设备节点数。
例如：sudo mn --topo=tree,depth=2,fanout=3 --controller=remote,ip=127.0.0.1 --switch ovsk,protocols=OpenFlow13 其中depth=2表示交换机有两层，fanout=3表示第二层有3台交换机，每台交换机均下挂3台设备。
在这里插入图片描述
⑥环面（torus）拓扑：由多条互相冗余的圆环形链路组成。需要设着两个参数n和m（均≥3），其中n表示单条圆环形链路中交换机的个数（每台交换机下挂1台主机），m表示该环面网络拓扑中互相冗余的圆环形链路个数。
环面拓扑结构复杂，可用于对稳定性、冗余性要求较高的网络。
例如：sudo mn --topo=torus,6,3 --controller=remote,ip=127.0.0.1 --switch ovsk,protocols=OpenFlow13 表示创建了一个有3条冗余圆环链路、每条圆环链路有6台交换机的环面拓扑。拓扑共有18台交换机、18台主机。
在这里插入图片描述

3.2通过miniedit可视化界面创建

Mininet2.2.0及以上版本自带可视化界面minieidt，可以直接在可视化界面上创建任意网络拓扑并保存为python脚本文件，后面可以直接通过运行python脚本文件构建之前保存的网络拓扑。
在/home/shy/mininet/mininet/examples目录下，通过命令sudo python3 miniediy.py打开miniedit可视化界面
在这里插入图片描述
可视化界面如图示：
在这里插入图片描述
构建网络拓扑之前首先进行全局配置【edit】→【preferences】
IP Base：默认为10.0.0.0/8，用来指定网络拓扑中的网络设备所使用的IP地址所属网段
Start CLI：允许通过交互界面输入命令修改拓扑
Open vSwitch：支持的OpenFlow协议版本
在这里插入图片描述
在mininedit中创建拓扑
在这里插入图片描述
对控制器进行配置：
在这里插入图片描述
对交换机s1进行配置（s2同理）：
在这里插入图片描述
对主机进行配置（其他主机同理）：
在这里插入图片描述
此外，还可以对链路具体参数（带宽、时延等）进行配置：
在这里插入图片描述
可以看到，所有的设置在Mininet的终端都有显示。
在这里插入图片描述
接下来运行网络拓扑（运行之前，需要在另一个终端运行OpenDaylight控制器），点击miniedit界面左下角的Run按钮运行网络拓扑。
可以看到控制器成功监测到了网络拓扑，网络连通性也没有问题。
在这里插入图片描述
此外，在拓扑运行过程中，可以交换机等设备的信息此时处于只读状态。
在这里插入图片描述
通过exit或quit命令退出mininet，点击mininei左下角的stop停止运行，将拓扑保存为python文件。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
可以看到，文件已经保存
在这里插入图片描述
需要注意的是，**需要先通过exit或quit命令退出mininet，然后再点击miniedit界面左下角的Stop停止运行，否则再次启动miniedit时会报错。**如果顺序错误导致报错，可以尝试尝试重启虚拟机。

3.3通过python脚本创建

可以编辑修改通过miniedit创建并保存的网络拓扑，也可以编写python脚本创建自定义网络拓扑。下面分别进行介绍。
①在3.2拓扑的基础上通过python脚本对网络拓扑进行修改。
首先使用sudo vim demo1.py命令对文件进行编辑，这里新增一台交换机s3，交换机下挂两台注意h5，h6，然后保存并退出。
在这里插入图片描述
接着验证是否修改成功。打使用命令sudo python3 demo.py --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovs,protocols=OpenFlow13
运行demo.py文件（运行python脚本之前需要在另一个终端中运行OpenDaylight控制器）。
可以看到，新增一台交换机，两台主机，网络连通性没有问题，控制器也成功监测到了网络拓扑，网络拓扑修改成功。
在这里插入图片描述
②编写python脚本创建自定义网络拓扑
这里创建3台交换机和3台主机的环形网络拓扑。
首先使用sudo vim 23.py命令新建python脚本文件并编辑，具体代码如下，完成后保存并退出。

#创建3台交换机3台主机的环形网络拓扑

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 ):
    def __init__( self ):
        Topo.__init__( self )
        S = 3   #交换机数量
        H = 3   #主机数量

        s = []   #存放交换机的列表
        h = []   #存放主机的列表

        #添加交换机
        for i in range( S ):
            SW = self.addSwitch( 's{}'.format( i + 1 ) )
            s.append( SW )

        #添加主机
        for i in range( H ):
            host = self.addHost( 'h{}'.format( i + 1 ) )
            h.append( host )

        #添加交换机与主机之间的链路
        for i in range( S - 1 ):
            self.addLink( s[i],s[i+1] )

        self.addLink(s[2],s[0])

        for i in range( S ):
            self.addLink( s[i],h[i] )

topos = { 'mytopo': ( lambda:MyTopo() ) }

然后使用命令sudo mn --custom 23.py --topo mytopo --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovs,protocols=OpenFlow13运行python脚本（运行python脚本之前需要在另一个终端中运行OpenDaylight控制器）。
可以看到，网络连通性没有问题，控制器也成功监测到了网络拓扑。
在这里插入图片描述

4.问题总结

1.使用python3命令启动mininedit，通过Export Level 2 Script保存拓扑时报错TypeError: can only concatenate str (not “int”) to str。
在这里插入图片描述
原因：MiniEdit本身是使用Python 2编写的，使用python3命令启动mininedit时需要进行一些修改，以确保MiniEdit与Python 3兼容。
解决办法：在/home/shy/mininet/mininet/examples目录下，使用命令sudo vim miniedit.py命令对mininet文件进行修改。打开文件后，输入：set nu命令显示行数，然后找到2019行，具体修改内容如图示。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
2.使用python2命令运行miniedit.py时报错ImportError: No module named mininet.log。
在这里插入图片描述
原因：进入/usr/local/lib/python2.7目录下的dist-package文件夹（找到桌面上的文件图标→点击页面左下角的【+other locations】→点击右边出现的Computer图标→usr→local→lib→python2)，发现缺少mininet的相关组件。在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
解决办法：执行sudo cp -r /usr/local/lib/python3.8/dist-packages/ /usr/local/lib/python2.7/命令将python3的dist-package文件夹拷贝到python2中。然后修改miniedit文件，修改内容如图示。
在这里插入图片描述
此时就可以通过python2命令运行miniedit.py文件并成功保存创建的网络拓扑。由于 CPython 项目和大多数操作系统不再正式支持 Python 2 版本，建议使用Python 3。
3.使用python命令运行通过miniedit创建并保存的拓扑文件时，links和nodes都没有问题但是却ping不通，OpenDaylight控制器也监测不到网络拓扑。
原因：拓扑脚本中使用的是OVSKernelSwitch，该类默认使用OpenFlow 1.0版本。
解决办法：使用sudo vim demo.py修改python文件，在交换机的定义中添加protocols='OpenFlow13’参数。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
4.执行自己创建的.py文件时，没反应也不报错，这里23.py是自己创建的文件。
原因：缺少主函数。
在这里插入图片描述
解决办法：在文件末尾添加以下代码。

	CLI(net)
    net.stop()
if __name__ == '__main__':
    setLogLevel('info')
    myNetwork()

5.创建网络拓扑报错Exception: Error creating interface pair (s1-eth1,s2-eth1): RTNETLINK answers: File exists。
在这里插入图片描述
原因：重复构建了相同的拓扑。
解决办法：使用sudo mn -c命令清除之前的网络拓扑。
在这里插入图片描述

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