实验笔记

mininet¶

显示帮助$ sudo mn -h
发出mininet cli命令时用mininet>作为前缀
sudo mn进入
$ sudo mn -x开启同时给每个节点都打开一个exterm窗口

基础命令¶

在进入mininet>模式后使用

信息显示¶

help
nodes显示节点
net显示links
dump显示所有节点的信息
创建时默认为h1 --- s1 --- h2
exit退出
sudo mn -c清理

节点操控¶

要对节点命令则要在命令前面加上节点的名字
h1 ifconfig -a
或者h1 xterm可以单独打开一个新窗口用于对节点进行操作（在这个页面的操作默认都是针对h1）
检查节点连通性h1 ping -c 1 h2
1表示ping的次数
pingall全部检查

wireshark¶

打开wireshark检测节点mininet> h1 wireshark &
选择接口进行监听

数据包解释¶

switchyard¶

创建虚拟环境$ python3 -m venv syenv
推荐格式 ├── workspace │ ├── Lab-1-YourName │ │ └── ... │ ├── Lab-2-YourName │ │ └── ... │ └── syenv └── switchyard
激活（启动）虚拟环境source ./syenv/bin/activate（在study文件夹中）
deactivate退出环境
运行$ swyard -t examples/myhub_testscenario.py examples/myhub.py
-t表示测试模式
第一个文件表示测试场景文件
后一个文件表示被测试的文件

测试案例¶

from switchyard.lib.userlib import *
import time

def new_packet(hwsrc, hwdst, ipsrc, ipdst, reply=False):
    ether = Ethernet(src=hwsrc, dst=hwdst, ethertype=EtherType.IP)
    ippkt = IPv4(src=ipsrc, dst=ipdst, protocol=IPProtocol.ICMP, ttl=32)
    icmppkt = ICMP()
    if reply:
        icmppkt.icmptype = ICMPType.EchoReply
    else:
        icmppkt.icmptype = ICMPType.EchoRequest
    return ether + ippkt + icmppkt

# 以上为框架
def test_hub():
    # 端口初始化
    s = TestScenario("hub tests")
    s.add_interface('eth0', '10:00:00:00:00:01')
    s.add_interface('eth1', '10:00:00:00:00:02')
    s.add_interface('eth2', '10:00:00:00:00:03')

    # 从20:00:00:00:00:02发送到20:00:00:00:00:01的包
    testpkt = new_packet("20:00:00:00:00:02", "20:00:00:00:00:01", "2.2.2.2", "1.1.1.1")# 包的信息
    # 对进入端口的期望
    s.expect(PacketInputEvent("eth1", testpkt, display=Ethernet), "An Ethernet frame from 20:00:00:00:00:02 to 20:00:00:00:00:01 should arrive on eth1")
    # 对发出的期望
    s.expect(PacketOutputEvent("eth0", testpkt,["eth0", testpkt(可以指定多个发出地点)], display=Ethernet), "Ethernet frame destined to 20:00:00:00:00:01 should be sended to eth0")
    #等待5s
    s.expect(PacketInputTimeoutEvent(5),"wait 5s")
    # 从20:00:00:00:00:03的广播包
    testpkt = new_packet("20:00:00:00:00:03", "ff:ff:ff:ff:ff:ff", "3.3.3.3", "255.255.255.255")
    s.expect(PacketInputEvent("eth2", testpkt, display=Ethernet), "An Ethernet frame from 20:00:00:00:00:02 to ff:ff:ff:ff:ff:ff should arrive on eth2")
    s.expect(PacketOutputEvent("eth0", testpkt, "eth1", testpkt, display=Ethernet), "Ethernet frame with a broadcast destination address should be  flooded out eth0 and eth1")

    #以下为框架
    return s
scenario = test_hub()

python API¶

（以太网）数据包解析（lab2）¶

数据包接收timestamp,input_port,packet = net.recv_packet()
数据包发送send_packet(output_port, packet)
前面都需要带上self.net.
switch的接口信息：net.interfaces()
返回列表、列表中每个元素具有属性
- name：以字符串形式返回接口的名称
- ethaddr：返回与接口关联的以太网地址（mac）
- ipaddr：返回与接口关联的 IPv4 地址（如果有），没有则发挥0.0.0.0
- netmask：返回与分配给接口的 IPv4 地址关联的网络掩码。
- ifnum：返回与接口关联的整数索引。
- iftype：返回接口的类型（如果可以通过开关站推断）。
查找接口
- interface_by_name(name)等，根据不同属性查找
数据包构造：
p.num_headers()返回数据包中的包头数目
size()返回大小
访问标头对象
- 全部输出print(p)
- 赋值
- python >>> e = Ethernet(src="11:22:33:44:55:66", dst="66:55:44:33:22:11", ethertype=EtherType.IP) >>> ip = IPv4(src="1.2.3.4", dst="4.3.2.1", protocol=IPProtocol.UDP, ttl=32) >>> udp = UDP(src=1234, dst=4321) >>> p = e + ip + udp + b"this is some application payload!" >>> print(p) Ethernet 11:22:33:44:55:66->66:55:44:33:22:11 IP | IPv4 1.2.3.4->4.3.2.1 UDP | UDP 1234->4321 | RawPacketContents (33 bytes) b'this is so'... >>>
- ```python

p.has_header(ICMP) True p.get_header_index(ICMP) 2 p[2] # access by index; notice no conversion to string p[ICMP] # access by header type p[ICMP].icmptype p[ICMP].icmpcode p[ICMP].icmpdata icmp.icmpdata.sequence 0 icmp.icmpdata.identifier 0 icmp.icmpdata.identifier = 42 icmp.icmpdata.sequence = 13 print (p) Ethernet 00:00:00:00:00:00->00:11:22:33:44:55 IP | IPv4 0.0.0.0->149.43.80.13 ICMP | ICMP EchoRequest 42 13 (0 data bytes) ```
- ```python

p.has_header(IPv4) True p.get_header_index(IPv4) 1 str(p[1]) # access by index 'IPv4 0.0.0.0->0.0.0.0 ICMP' str(p[IPv4]) # access by header type 'IPv4 0.0.0.0->0.0.0.0 ICMP' p[IPv4].protocol p[IPv4].src IPv4Address('0.0.0.0') p[IPv4].dst IPv4Address('0.0.0.0') p[IPv4].dst = '149.43.80.13' ```
- ```python

p[0] # access by index p[0].src EthAddr('00:00:00:00:00:00') p[0].dst EthAddr('00:00:00:00:00:00') p[0].dst = "ab:cd:ef:00:11:22" str(p[0]) 'Ethernet 00:00:00:00:00:00->ab:cd:ef:00:11:22 IP' p[0].dst = EthAddr("00:11:22:33:44:55") str(p[0]) 'Ethernet 00:00:00:00:00:00->00:11:22:33:44:55 IP' p[0].ethertype p[0].ethertype = EtherType.ARP print (p) Ethernet 00:00:00:00:00:00->00:00:00:00:00:00 ARP | IPv4 0.0.0.0->0.0.0.0 ICMP | ICMP EchoRequest 0 0 (0 data bytes) p[0].ethertype = EtherType.IPv4 # set it back to sensible value ```

路由器¶

包头¶

获取
插入

分类¶

以太网
dst+type+src
- type
python e = Ethernet(src="de:ad:00:00:be:ef", dst="ff:ff:ff:ff:ff:ff", ethertype=EtherType.ARP)
py >>> e = Ethernet() >>> e.src = "de:ad:00:00:be:ef" >>> e.dst = "ff:ff:ff:ff:ff:ff" >>> e.ethertype = EtherType.ARP
arp包头
获取arp = packet.get_header(Arp)
包含四个地址（源地址、目的地址mac+ip）
- python ether = Ethernet() ether.src = srchw ether.dst = 'ff:ff:ff:ff:ff:ff' ether.ethertype = EtherType.ARP arp = Arp(operation=ArpOperation.Request, senderhwaddr=srchw, senderprotoaddr=srcip, targethwaddr='ff:ff:ff:ff:ff:ff', targetprotoaddr=targetip) arppacket = ether + arp
IP：senderprotoaddr and targetprotoaddr
Mac：senderhwaddr and targethwaddr
arp生成
```python create_ip_arp_reply(senderhwaddr, targethwaddr, senderprotoaddr, targetprotoaddr)
```
```python
create_ip_arp_request(senderhwaddr, senderprotoaddr, targetprotoaddr)
```
ipv4包头
>>> ip = IPv4() >>> ip.srcip = '10.0.1.1' >>> ip.dstip = '10.0.2.42' >>> ip.protocol = IPProtocol.UDP >>> ip.ttl = 64

其他¶

路由器信息获取
self.net.interfaces()
- Return a list of interfaces incident on this node/router. Each item in the list is an Interface object, each of which includes name, ethaddr, ipaddr, and netmask attributes.
前缀匹配&ipv4地址
方法一：
- python prefix = IPv4Address('172.16.0.0') mask = IPv4Address('255.255.0.0') destaddr = IPv4Address('172.16.23.55') matches = (int(mask) & int(destaddr)) == int(prefix) # matches -> True
方法二
- prefixnet = IPv4Network('172.16.0.0/16') # same as IPv4Network('172.16.0.0/255.255.0.0') matches = destaddr in prefixnet # matches -> True

命令表¶

lab2¶

//提供案例
swyard -t testcases/myswitch_to_testscenario.srpy myswitch_to.py
//自定义案例
swyard -t testcases/mytestscenario_to.py myswitch_to.py
//运行交换机
swyard myswitch_to.py

lab3¶

sudo python start_mininet.py
swyard -t testcases/ myrouter.py
swyard myrouter.py

补充¶

关系¶

Mininet是一个模拟软件定义网络（SDN）的工具，它可以在一台计算机上创建一个虚拟的网络拓扑，包括主机、交换机、控制器等组件。（类似于自定义创建一个物理网络结构）
Wireshark是一个网络协议分析器，它可以捕获和显示网络上的数据包，以及分析各种协议的细节。
Switchyard是一个教学用的框架，它可以让学生实现自己的网络设备和协议，并在Mininet中测试它们。(编写网络系统的软件以及进行测试，相当于给网络设备写固件)

这些工具之间的关系是：您可以使用Switchyard来编写自己的交换机或路由器程序，并在Mininet中运行它们；然后您可以使用Wireshark来观察和分析Mininet中的网络流量，以及您实现的协议是否正确。

流程¶

生成mininet网络（使用指定策略）$ sudo python examples/start_mininet.py
对交换机单独打开一个界面，方便进行设置mininet> xterm hub
wireshark监控mininet> h1 wireshark &
在xterm中激活虚拟环境source ./syenv/bin/activate后给hub写入switchyard固件swyard examples/myhub.py
pingall测试
或使用py文件设计测试案例进行测试swyard -t examples/myhub_testscenario.py examples/myhub.py