探秘 Mininet：解锁网络仿真与 SDN 开发的密码

Mininet 是一个轻量级网络仿真工具，常用于 SDN（软件定义网络）开发、网络协议测试和拓扑实验。以下是典型命令解释，以及 Mininet 的核心使用方法和常见指令场景：

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一、典型命令解析

sudo mn --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow13 --mac

• --controller=remote: 指定使用远程控制器（如运行在本地的 Ryu/ONOS/POX）。
• ip=127.0.0.1,port=6633: 控制器地址和端口（默认 OpenFlow 端口为 6653，此处指定为 6633）。
• --switch ovsk: 使用 Open vSwitch 内核模式交换机（性能更高）。
• protocols=OpenFlow13: 启用 OpenFlow 1.3 协议支持。
• --mac: 自动为所有主机分配易读的连续 MAC 地址（如 00:00:00:00:00:01）。

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二、Mininet 核心使用方法

1. 基础操作

• 启动默认拓扑:

  sudo mn
  

  默认创建一个包含 2 台主机（h1, h2）和 1 台交换机（s1）的简单拓扑。

• 进入 CLI 交互模式:
  启动后会进入 Mininet 命令行界面，可执行网络操作指令（如 ping, iperf 等）。

2. 常用指令

指令	功能说明	应用场景
nodes	列出所有节点（主机/交换机）	确认拓扑结构
links	显示链路状态	检查链路是否正常
dump	显示所有节点详细信息（IP, MAC 等）	调试时查看节点配置
pingall	测试所有主机间的连通性	验证基础网络连通性
h1 ping h2	在主机 h1 和 h2 之间执行 ping	测试两点间连通性
iperf h1 h2	测试 h1 和 h2 之间的带宽	性能评估
net	显示网络拓扑结构	快速查看拓扑连接
xterm h1	打开主机 h1 的终端窗口	在主机上运行自定义命令
py h1.cmd('ls')	在 Python 环境下执行主机命令	脚本化操作

3. 自定义拓扑

通过 Python API 定义复杂拓扑：

from mininet.topo import Topo

class MyTopo(Topo):
    def __init__(self):
        Topo.__init__(self)
        h1 = self.addHost('h1')
        h2 = self.addHost('h2')
        s1 = self.addSwitch('s1')
        self.addLink(h1, s1)
        self.addLink(h2, s1)

topos = {'mytopo': MyTopo}

运行自定义拓扑：

sudo mn --custom mytopo.py --topo mytopo

4. 连接 SDN 控制器

• Ryu 控制器示例:

  ryu-manager simple_switch_13.py  # 启动 Ryu 控制器（OpenFlow 1.3）
  sudo mn --controller=remote,ip=127.0.0.1,port=6633 --switch ovsk,protocols=OpenFlow13
  

5. 性能测试

• 带宽测试:

  mininet> iperf h1 h2
  

• 时延测试:

  mininet> h1 ping -c 5 h2
  

6. 高级功能

• 链路带宽限制:

  net.addLink(h1, s1, bw=10)  # 限制带宽为 10 Mbps
  

• 添加时延/丢包:

  net.addLink(h1, s1, delay='50ms', loss=5)  # 50ms 时延 + 5% 丢包
  

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三、典型应用场景

1. SDN 开发

   • 测试 OpenFlow 控制器的流表下发逻辑。
   • 验证自定义网络应用（如负载均衡、防火墙）。

2. 网络教学/实验

   • 模拟 VLAN、QoS、路由协议（OSPF/BGP）。
   • 展示网络攻击（如 ARP 欺骗）。

3. 自动化测试

   • 使用 Mininet Python API 编写测试脚本。
   • 集成到 CI/CD 流程中验证网络配置。

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四、注意事项

• 权限问题: 所有命令需以 sudo 运行。
• 资源占用: 复杂拓扑可能消耗大量 CPU/内存。
• 版本兼容性: 确保控制器、交换机和协议版本一致（如 OpenFlow 1.3）。