Mininet基本演練

接續上一篇[Mininet] 安裝教學，本篇翻譯整理官方網站資訊，講述Mininet指令

主要分成

1. Mininet的基本指令
2. Mininet進階選項
3. Mininet CLI指令
4. Python API範例
5. 附錄:使用遠端 Controller

首先，Mininet VM的指令列有三種提示符號

• $ 在Shell中執行Linux指令
• mininet> 在Mininet’s CLI中執行Mininet指令
• # 在root Shell中執行Linux指令

顯示Mininet參數選項

  $ sudo mn -h

使用Wireshark

Mininet VM中已經包含wireshark，而封包分析在網路中是很重要的工作，開啟wireshark在背景執行

  $ sudo wireshark &

在wireshark的過濾器欄位輸入 of 過濾OpenFlow封包

網卡部分在Capture>Interface>選擇lo0

使用最小拓樸並進入Mininet CLI

  $ sudo mn

mininet的預設拓樸是 mininal，這個拓樸包含一個OpenFlow kernel switch，連接兩個host，加上一個OpenFlow reference controller

• 顯示Mininet CLI commands:

  mininet> help

• 顯示nodes

  mininet> nodes

• 顯示連結

  mininet> net

• 印出所有nodes的資訊

  mininet> dump

如果在Mininet CLI中command的開頭是host, switch 或 controller name，則後頭的指令是獨立在該node上執行

• 對host1下ifconfig -a指令

  mininet> h1 ifconfig -a

namespace 概念

透過 Linux namespace ，我們其實可以將各個 hosts, switches, controller, 隔離在不同網路，但一般除非是要配置成 multiple-controller network，不然不太需要，可以參考 –innamespace 指令

而在 mininet 中，除了 network 是虛擬化的之外，其他如 process 仍是共用沒有以 namespace 區隔

所以透過指令

  mininet> h1 ps -a

跟

  mininet> h2 ps -a

看到的結果其實都是以一樣的，已 root(執行 mininet 前有 sudo) 身份看見的 ps -a

測試兩個hosts的連線

  mininet> h1 ping h2

All-pairs Ping

  mininet> pingall

Run a simple web server and client

在 mininet host 中不只可以跑 ping，也可以執行 bash 或是 job control 指令 (&, jobs, kill, etc)

底下範例透過 python 開一個簡易的 web server，透過 h2 向 h1 送出請求，之後關閉 web server

  mininet> h1 python -m SimpleHTTPServer 80 &
  mininet> h2 wget -O - h1
  ...
  mininet> h1 kill %python

離開 CLI

  mininet> exit

CleanUp

如果Mininet因為某些原因crash了，使用CleanUp

  $ sudo mn -c

執行測試

• 即便不進入 mininet CLI, 也可使用 CLI 中 pingall 指令

$ sudo mn --test pingpair

• 測試 h1/h2 間流量效能

$ sudo mn --test iperf

改變拓墣大小和型態

• 使用 –topo 這個參數
  • single 是單台 switch 連接多台 host
  • linear 是一台 host 接一台 switch，switch 再串成線狀

$ sudo mn --test pingall --topo single,3
$ sudo mn --test pingall --topo linear,4

Link variations

• Mininet 2.0 後允許我們對 link 下參數

• 這邊我們將頻寬設為 10Mbits, 每條 link 則 delay 10ms，在 ping 測試中應該可見 round trip time (RTT) 約為 40ms 左右

$ sudo mn --link tc,bw=10,delay=10ms
 mininet> iperf
 ...
 mininet> h1 ping -c10 h2

Adjustable Verbosity

• 使用 -v <option> 我們可以設定輸出資訊的 level
  • info
  • debug
  • warning
  • output

$ sudo mn -v debug

Custom Topologies

• 透過 python API 我們可以在 mininet 寫自定義的拓墣
• 透過 –custom 參數指定 py 檔，–topo 參數後面要根據 py 中最後一行的名稱

$ sudo mn --custom ~/mininet/custom/topo-2sw-2host.py --topo mytopo --test pingall

custom/topo-2sw-2host.py

"""Custom topology example
 
Two directly connected switches plus a host for each switch:
 
   host --- switch --- switch --- host
 
Adding the 'topos' dict with a key/value pair to generate our newly defined
topology enables one to pass in '--topo=mytopo' from the command line.
"""
 
from mininet.topo import Topo
 
class MyTopo( Topo ):
    "Simple topology example."
 
    def __init__( self ):
        "Create custom topo."
 
        # Initialize topology
        Topo.__init__( self )
 
        # Add hosts and switches
        leftHost = self.addHost( 'h1' )
        rightHost = self.addHost( 'h2' )
        leftSwitch = self.addSwitch( 's3' )
        rightSwitch = self.addSwitch( 's4' )
 
        # Add links
        self.addLink( leftHost, leftSwitch )
        self.addLink( leftSwitch, rightSwitch )
        self.addLink( rightSwitch, rightHost )
 
 
topos = { 'mytopo': ( lambda: MyTopo() ) }

ID = MAC

• 預設上，每次啟動 mininet 產生的虛擬機都會分配到不同 MAC，但便於 debug，在 mininet 中我們可以使用 –mac 參數將簡單的 ID 轉成 MAC
• 在 mininet 底下 Linux OS 中，host 的 mac 其實還是隨機的，這是透過 OpenFlow 可以把 MAC assign 給 data port 而實現的

Before:

$ sudo mn
...
mininet> h1 ifconfig
h1-eth0  Link encap:Ethernet  HWaddr f6:9d:5a:7f:41:42  
          inet addr:10.0.0.1  Bcast:10.255.255.255  Mask:255.0.0.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:6 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:6 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:392 (392.0 B)  TX bytes:392 (392.0 B)
mininet> exit


After:

$ sudo mn --mac
...
mininet> h1 ifconfig
h1-eth0  Link encap:Ethernet  HWaddr 00:00:00:00:00:01
          inet addr:10.0.0.1  Bcast:10.255.255.255  Mask:255.0.0.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)
mininet> exit

Xterm Display

• 透過 xterm 可以幫助我們做更複雜的 debug

$ sudo mn -x

• 在 switch 的 xterm 上我們可以使用下面指令 dump-flows
• 一開始會沒有 flow，輸出為空，在 h1 的 xterm 下 ping 10.0.0.2，再重新 dump-flows 一次就會有了

# dpctl dump-flows tcp:127.0.0.1:6634

Other Switch Types

• 使用 –switch 參數，我們可以將原本的 kernel-space switch 改為 user-space switch

$ sudo mn --switch user --test iperf

• 也可以使用 OpenvSwitch，TCP 頻寬應該會跟原來的 OpenFlow kernel module 差不多甚至更快

$ sudo mn --switch ovsk --test iperf

Mininet Benchmark

• 如果只是要記錄使用 topo 的時間戳的話可用

$ sudo mn --test none

Display Options

• 啟動 mininet

$ sudo mn

• 顯示選項

mininet> help

Python Interpreter

如果 mininet 中第一個字是 py，則後面敘述會以 python 執行

• hello world

mininet> py 'hello ' + 'world'

• 印出可存取的區域變數

mininet> py locals()

• 印出某 node 可取得的方法或屬性

py dir(s1)

• 讀取 on-line documentation 得知一個 node 可取用的變數，按 q 離開

mininet> py help(h1)

• 取得 IP

mininet> py h1.IP()

Link Up/Down

mininet> link s1 h1 down
mininet> link s1 h1 up

Xterm display

mininet> xterm h1 h2

SSH daemon per host

• 帳號密碼好像不是 mininet，登不進去…

$ sudo ~/mininet/examples/sshd.py

$ ssh 10.0.0.1
$ ping 10.0.0.2
...
$ exit

$ exit

Using a Remote Controller

$ sudo mn --controller=remote,ip=[controller IP],port=[controller listening port]

• Mininet Workthrought