SDN 與 Mininet 概述
SDN 全名為（Software Defined Network）即軟件定義網(wǎng)絡(luò)，是現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)中一種新型的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu),其核心技術(shù) OpenFlow 通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面分離開來,從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制,為網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用提供了良好的平臺(tái)。而 Mininet 是一個(gè)輕量級(jí)軟件定義網(wǎng)絡(luò)和測(cè)試平臺(tái)；它采用輕量級(jí)的虛擬化技術(shù)使一個(gè)單一的系統(tǒng)看起來像一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行想過的內(nèi)核系統(tǒng)和用戶代碼，也可簡(jiǎn)單理解為 SDN 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的一種基于進(jìn)程虛擬化平臺(tái)，它支持 OpenFlow、OpenvSwith 等各種協(xié)議，Mininet 也可以模擬一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)主機(jī)、鏈接和交換機(jī)在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上且有助于互動(dòng)開發(fā)、測(cè)試和演示，尤其是那些使用 OpenFlow 和 SDN 技術(shù)；同時(shí)也可將此進(jìn)程虛擬化的平臺(tái)下代碼遷移到真實(shí)的環(huán)境中。
Mininet 實(shí)現(xiàn)的特性
支持 OpenFlow、OpenvSwitch 等軟定義網(wǎng)路部件
支持系統(tǒng)級(jí)的還原測(cè)試，支持復(fù)雜拓?fù)?，自定義拓?fù)涞?/P>
提供 Python API, 方便多人協(xié)作開發(fā)
很好的硬件移植性與高擴(kuò)展性
支持?jǐn)?shù)千臺(tái)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
Miniet 實(shí)現(xiàn)與工作流程
Mininet 的安裝方式比較簡(jiǎn)單通過 Git 源碼和自帶的安裝腳本方式即可安裝在 Linux 系統(tǒng)中，這里我采用了默認(rèn)安裝所有 Mininet 相關(guān)的相關(guān)套件，如：OpenFlow、POX 等工具會(huì)默認(rèn)保存在當(dāng)前用戶的家目錄。
# git clone git://github.com/mininet/mininet
# cd mininet/util/
# ./install.sh -a
# ls
mininet of-dissector oflops oftest openflow pox
創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)
圖 1.簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)示例圖
由于 Mininet 支持自定義網(wǎng)絡(luò)，這里先引用一個(gè)簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)示例如圖 1，在 Mininet 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中直接輸入 mn 命令，可以在此系統(tǒng)中創(chuàng)建單層的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，從中默認(rèn)創(chuàng)建了兩臺(tái) host 和一個(gè)交換機(jī)，并且激活了控制器和交換機(jī)。同時(shí)也可以通過命令 net 查看到鏈路情況，先簡(jiǎn)單列出了示例，如在 Mininet 系統(tǒng)中啟用 Web 服務(wù)器與客戶端。
# mn
*** Creating network
*** Adding controller
*** Adding hosts:h1 h2
*** Adding switches:s1
*** Adding links:(h1, s1) (h2, s1)
*** Configuring hostsh1 h2
*** Starting controller
*** Starting 1 switchess1
*** Starting CLI:mininet>
啟用與關(guān)閉 Web 服務(wù)
在 Mininet 環(huán)境中可方便建立一個(gè) Web 服務(wù)器，從下面示例中可以看到從 host1 建立了一個(gè) Web 服務(wù)器，并從另外一臺(tái) Host 主機(jī)想 Web 服務(wù)器獲取 HTTP 請(qǐng)求。
mininet> h1 python -m SimpleHTTPServer 80 & #在主機(jī) h1 開啟 Web 服務(wù)
mininet> h2 wget -O - h1 #主機(jī) h2 上下載 h1 web 站點(diǎn)內(nèi)容
--2013-11-04 00:05:40-- http://10.0.0.1/
Connecting to 10.0.0.1:80... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 200 OK…………
Length: 760 [text/html
< !DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 3.2 Final//EN">
<html><title>Directory listing for /</title>
<li><a href=".bash_history">.bash_history</a></li>
<li><a href=".wireshark/">.wireshark/</a></li>
<li><a href="install-mininet-vm.sh">install-mininet-vm.sh</a></li>
<li><a href="mininet/">mininet/</a></li>
<li><a href="of-dissector/">of-dissector/</a></li>
<li><a href="oflops/">oflops/</a></li>
<li><a href="oftest/">oftest/</a></li>
<li><a href="openflow/">openflow/</a></li>
<li><a href="pox/">pox/</a><hr /></li>
</html>
0K 100% 1.65M=0s
2013-11-04 00:05:40 (1.65 MB/s) - written to stdout [760/760]
mininet> h1 kill %python # 殺掉 web 進(jìn)程
10.0.0.2 - - [04/Nov/2013 00:05:40] "GET / HTTP/1.1" 200 -
bash: line 23: kill: python: ambiguous job spec
Ping 測(cè)試
在 Mininet 系統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)兩主機(jī)互連測(cè)試。
mininet> h1 ping -c4 h2
PING 10.0.0.2 (10.0.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.0.0.2: icmp_req=1 ttl=64 time=1.55 ms
64 bytes from 10.0.0.2: icmp_req=2 ttl=64 time=0.094 ms
64 bytes from 10.0.0.2: icmp_req=3 ttl=64 time=0.075 ms
64 bytes from 10.0.0.2: icmp_req=4 ttl=64 time=0.071 ms
--- 10.0.0.2 ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 received, 0% packet loss, time 3006ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.071/0.448/1.553/0.638 ms
查看節(jié)點(diǎn)與鏈接
mininet> nodes
available nodes are:
c0 h1 h2 s1
mininet> net
h1 h1-eth0:s1-eth1
h2 h2-eth0:s1-eth2
s1 lo: s1-eth1:h1-eth0
s1-eth2:h2-eth0c0
自定義拓?fù)?/STRONG>
Mininet 支持自定義拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在 mininet/custom 目錄下給出了一個(gè)實(shí)例，如在 topo-2sw-2host.py 文件中定義了一個(gè) mytopo，則可以通過--topo 選項(xiàng)來指定使用這一拓?fù)?
圖 2. 自定拓?fù)涫纠?/STRONG>
由于 Mininet 也支持參數(shù)化拓?fù)洌ㄟ^ Python 代碼也可以創(chuàng)建一個(gè)靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),也可根據(jù)自定義傳遞進(jìn)去的參數(shù)進(jìn)行配置，并且可重用到多個(gè)環(huán)境中，下面簡(jiǎn)短列出其代碼的大致結(jié)構(gòu)及含義。
#!/usr/bin/python
from mininet.topo import Topo
from mininet.net import Mininet
from mininet.util import dumpNodeConnections
from mininet.log import setLogLevel
class SingleSwitchTopo(Topo):
def __init__(self, n=2, **opts):
Topo.__init__(self, **opts)
switch = self.addSwitch('s1') #添加一個(gè)交換機(jī)在拓?fù)渲?/P>
for h in range(n):
host = self.addHost('h%s' % (h + 1)) #添加主機(jī)到拓?fù)渲?/P>
self.addLink(host, switch) #添加雙向連接拓?fù)?/P>
def simpleTest():t
opo = SingleSwitchTopo(n=4)net = Mininet(topo) #主要類來創(chuàng)建和管理網(wǎng)絡(luò)
net.start() #啟動(dòng)您的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)print "Dumping host connections"dumpNodeConnections(net.hosts) #轉(zhuǎn)存文件連接
print "Testing network connectivity"
net.pingAll() #所有節(jié)點(diǎn)彼此測(cè)試互連
net.stop() #停止您的網(wǎng)絡(luò)
if __name__ == '__main__':
setLogLevel('info') # 設(shè)置 Mininet 默認(rèn)輸出級(jí)別，設(shè)置 info 它將提供一些有用的信息simpleTest()
驗(yàn)證參數(shù)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
# python test-single.py
*** Creating network
*** Adding controller
*** Adding hosts:h1 h2 h3 h4
*** Adding switches:s1
*** Adding links:(h1, s1) (h2, s1) (h3, s1) (h4, s1)
*** Configuring hostsh1 h2 h3 h4
*** Starting controller
*** Starting 1 switches
s1Dumping host connections
h1 h1-eth0:s1-eth1
h2 h2-eth0:s1-eth2h3
h3-eth0:s1-eth3h4
h4-eth0:s1-eth4
Testing network connectivity
*** Ping: testing ping reachability
h1 -> h2 h3 h4
h2 -> h1 h3 h4
h3 -> h1 h2 h4
h4 -> h1 h2 h3
*** Results: 0% dropped (12/12 received)
名字空間 namespace
通常情況下，主機(jī)界面有用獨(dú)立的名字空間 namespace，而控制節(jié)點(diǎn)跟交換節(jié)點(diǎn)都在根名字空間（root namespace）中。如果想要讓所有節(jié)點(diǎn)擁有各自的名字空間，需要添加 --innamespace 參數(shù)，即執(zhí)行：mn --innamespace
# mn --innamespace --switch user
*** Creating network
*** Adding controller
*** Adding hosts:
h1 h2
*** Adding switches:
s1
*** Adding links:
(h1, s1) (h2, s1)
c0 < -> s1
*** Testing control network
s1 -> c0
c0 -> s1
*** Results: 0% dropped
(2/2 received)
*** Configuring hosts
h1 h2
*** Starting controller
*** Starting 1 switches
s1
*** Starting CLI:
Mininet 常用操作
表 1.Mininet 常用指令
名稱 作用
nodes查看全部節(jié)點(diǎn)
net查看鏈路信息
dump輸出各節(jié)點(diǎn)的信息
h1 ping -c 4 h2測(cè)試主機(jī)之間的連通性
iperf兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間用指定簡(jiǎn)單的 TCP 測(cè)試
iperfudp兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間用指定款單 udp 進(jìn)行測(cè)試
noecho運(yùn)行交互窗口，關(guān)閉回應(yīng)
pingpair兩個(gè)主機(jī)將互
pinghelp列出命令文檔，查看命令幫助： help command
dpctl在所有叫交換機(jī)
exit/quit退出 mininet 命令行
hX ifconfig查看當(dāng)前那主機(jī)的 ip 地址，如： h1 ifconfig
py/sh執(zhí)行 python 表達(dá)式或運(yùn)行外部 shell 程序
