软件定义网络实验 3：Mininet 实验——测量路径的损耗率

一、实验目的

在实验 2 的基础上进一步熟悉 Mininet 自定义拓扑脚本，以及与损耗率相关的设定；初步了解 Mininet 安装时自带的 POX 控制器脚本编写，测试路径损耗率。

二、实验任务

h0 向 h1 发送数据包，由于在 Mininet 脚本中设置了连接损耗率，在传输过程中会丢失一些包，本次实验的目的是展示如何通过控制器计算路径损耗速率（h0-s0-s1-h1）。这里假设控制器预先知道网络拓扑。控制器将向 s0 和 s1 发送 flow_stats_request，当控制器接收到来自 s0 的 response 时，将特定流的数据包数保存在 input_pkts 中，当控制器接收到来自 s1 的 response 时，将接收到特定流的数据包数保存在 output_pkts 中，差值就是丢失的数据包数量。

基于上述拓扑，编写 Mininet 脚本，设置特定的交换机间的路径损耗速率，然后编写 POX 控制器脚本，实现对路径的损耗率的测量。

三、实验步骤

1. 实验环境

安装了 Ubuntu 16.04.7 Desktop AMD64 的虚拟机

2. 实验过程

SDNLAB 实验参考资料：https://www.sdnlab.com/15100.html

（1）新建并编辑 pox 脚本 flowstat.py：

在 pox 安装目录下（Mininet 完整安装包含了 pox）执行以下命令运行 pox 脚本

$ ./pox.py flowstat

（2）编辑 Mininet 脚本 mymininet3.py

参照拓扑图，新建并编辑 Mininet 脚本 mymininet3.py，控制器因为安装在本机，所以需修改参考资料代码中的控制器地址为 127.0.0.1:6633。

switch.cmd( 'ovs-vsctl set-controller dp0 tcp:127.0.0.1:6633' )
switch1.cmd( 'ovs-vsctl set-controller dp1 tcp:127.0.0.1:6633' ) 

设置 s0 和 s1 之间链路的丢包率为 0

    info( "*** Creating links
" )
    linkopts0=dict(bw=100, delay='1ms', loss=0)
    linkopts1=dict(bw=100, delay='1ms', loss=0)
    link0=TCLink( h0, switch, **linkopts0)
    link1 = TCLink( switch, switch1, **linkopts1)
    link2 = TCLink( h1, switch1, **linkopts0)

再执行命令运行 Mininet 脚本 mymininet3.py

$ sudo python mymininet3.py

Ping 默认是每 1 秒钟测一次，ping 的结果会显示一个丢包率，这里的丢包率是根据 ping 不通的次数占总次数的百分比计算得到的。上图中由于一共 ping 了 20 次，每次都能通，所以丢包率是 0。

观察 pox 侧的实时状态更新

平均丢包率为 0，结果符合 Mininet 脚本中设置的损耗率，也有可能出现负值， 可以认为没有丢包。

如果修改代码中 s0 和 s1 之间链路的丢包率为 10。

    info( "*** Creating links
" )
    linkopts0=dict(bw=100, delay='1ms', loss=0)
    linkopts1=dict(bw=100, delay='1ms', loss=10)
    link0=TCLink( h0, switch, **linkopts0)
    link1 = TCLink( switch, switch1, **linkopts1)
    link2 = TCLink( h1, switch1, **linkopts0)

重新运行 Mininet 脚本 mymininet3.py，20 秒时间的 ping 过程中有 icmp_seq 为 2、4、17 共 3 次 ping 不通，所以丢包率计算为 15%。

POX 端重新测试，会发现出现丢包现象，但是实际测量出的丢包率会有浮动，链路的性能总体受到了限制。

以下为再次测试，此次第 3、16、18、20 共 4 次 ping 不通，丢包率 20%。

四、实验要求

（已在实验步骤中体现）

1. 根据实验步骤重复上述实验。

2. 在博客园发表一篇博客，记录主要步骤。

五、实验总结

这次实验基本就是复制、执行代码，没太大技术含量。我首先遇到的问题是卡在 Waiting for switch to connect to controller 这一步，大概是两种原因：一是 pox 脚本没有运行，二是 mymininet3.py 脚本中控制器 IP 地址没有改。由于卡在这步太久，我使用 Ctrl + C 结束进程，再次运行时收到了 Error creating interface pair (s0-eth1,s1-eth0): RTNETLINK answers: File exists 的错误，用之前的 sudo mn -c 命令即可解决。其他没有什么问题。