Введение в Mininet

Введение в средство натурного моделирования Mininet.

1 Настройка стенда виртуальной машины Mininet

1.1 Общая информация

Репозиторий Mininet: https://github.com/mininet/mininet
Образ виртуальной машины: mininet-2.3.0-210211-ubuntu-20.04.1-legacy-server-amd64-ovf

1.2 Настройка образа

1.2.1 VirtualBox

Распакуйте скачанный образ.
Импортируйте файл .ovf.
Перейдите в настройки.
Добавьте дополнительный сетевой адаптер host-only network adapter, который вы можете использовать для входа в образ виртуальной машины.

1.3 Подключение к виртуальной машине

Залогиньтесь в виртуальной машине:
- login: mininet
- password: mininet
Посмотрите адрес машины:
```
ifconfig
```
- Внутренний адрес машины будет иметь вид 192.168.x.y.
Подключитесь к виртуальной машине (из терминала хостовой машины):
```
ssh -Y mininet@192.168.x.y
```
Настройте вход по ключу (см. Ключи ssh):
```
ssh-copy-id mininet@192.168.x.y
```

1.4 Настройка параметров XTerm

По умолчанию XTerm использует растровые шрифты, малого кегля.
Предлагается использовать векторные шрифты, кегль увеличить до 12–16 пунктов.
Для этого добавим в файл конфигурации /etc/X11/app-defaults/XTerm:
```
xterm*faceName: Monospace
xterm*faceSize: 14
```
- Здесь выбран системный моноширинный шрифт, кегль шрифта — 14 пунктов.

1.5 Настройка соединения X11 для суперпользователя

При попытке запуска приложения из-под суперпользователя возникает ошибка:
```
X11 connection rejected because of wrong authentication.
```
Ошибка возникает из-за того, что X-соединение выполняется от имени пользователя mininet, а приложение запускается от имени пользователя root с использованием sudo.
Для исправления этой ситуации заполним файл полномочий /root/.Xauthority, используя утилиту xauth.

Для этого скопируем значение куки (MIT magic cookie) пользователя mininet в файл для пользователя root:

mininet@mininet-vm:~$ xauth list $DISPLAY
mininet-vm/unix:10  MIT-MAGIC-COOKIE-1  295acad8e35d17636924c5ab80e8462d

mininet@mininet-vm:~$ sudo -i
mininet@mininet-vm:~$ xauth list
xauth:  file /root/.Xauthority does not exist
root@mininet-vm:~# xauth add mininet-vm/unix:10  MIT-MAGIC-COOKIE-1  24fa6c77c26e2073d5b0d95e574e2456
root@mininet-vm:~# xauth list $DISPLAY
mininet-vm/unix:10  MIT-MAGIC-COOKIE-1  295acad8e35d17636924c5ab80e8462d

Значение для MIT-MAGIC-COOKIE приведено условно.

После этого должны запускаться графические приложения.

1.6 Работа с Mininet из-под Windows

1.6.1 Варианты Xserver

Использовать можно любой вариант Xserver.

VcXsrv Windows X Server
- Сайт: https://sourceforge.net/projects/vcxsrv/
- Лицензия: GPLv3.
- Компиляция: Visual C++ 2012 Express Edition

Xming X Server
- Сайт: http://www.straightrunning.com/XmingNotes/
- Лицензия:
  - Public Domain Release: MIT
  - Website Release: за загрузку новых выпусков необходимо вносить плату; приобретение лицензии дает пользователю доступ к новым загрузкам в течение одного года.
- Компиляция: MinGW, Pthreads-Win32.

1.6.2 Установка программного обеспечения

Установите putty:
```
choco install putty
```
Установите VcXsrv Windows X Server
```
choco install vcxsrv
```

1.6.3 Запуск Xserver

Запустите XLaunch.
Выберите опции:
- Multiple windows;
- Display number: -1;
- Start no client.
Можно сохранить параметры, тогда при следующем запуске не нужно будет отмечать эти опции.

1.6.4 Запуск putty

При подключении добавьте опцию перенаправления X11:
- Connection, SSH, X11 : Enable X11 forwarding.

2 Обновление версии Mininet

2.1 Настройка доступа к интернету

Добавьте в настройках Virualbox интерфейс NAT.
Загрузите виртуальную машину.
Залогиньтесь в виртуальной машине:
- login: mininet
- password: mininet
Посмотрите адрес машины:
```
ifconfig
```
Должен быть активным адрес NAT: 10.0.0.x.
Если вместо этого активен внутренний адрес машины вида 192.168.x.y, то активируйте второй интерфейс наберите:
```
sudo dhclient eth1
ifconfig
```

2.2 Обновление версии Mininet

Переименуйте предыдущую установку Mininet:
```
mv ~/mininet ~/mininet.orig
```

Скачайте новую версию Mininet:

cd ~
git clone https://github.com/mininet/mininet.git

Обновите исполняемые файлы:
```
cd ~/mininet
sudo make install
```

3 Основы работы в Mininet

3.1 Работа с Mininet с помощью командной строки

3.1.1 Вызов Mininet с использованием топологии по умолчанию

Чтобы запустить минимальную топологию, введите команду:
```
sudo mn
```
Эта команда запускает Mininet с минимальной топологией, состоящей из коммутатора, подключенного к двум хостам.
Чтобы отобразить список команд интерфейса командной строки Mininet и примеры их использования, введите команду в интерфейсе командной строки Mininet:
```
help
```
Чтобы отобразить доступные узлы, введите команду:
```
nodes
```
Вывод этой команды показывает, что есть два хоста (хост h1 и хост h2) и коммутатор (s1).
Иногда бывает полезно отобразить связи между устройствами в Mininet, чтобы понять топологию. Введите команду net в интерфейсе командной строки Mininet, чтобы просмотреть доступные линки:
```
net
```
Вывод этой команды показывает:
- Хост h1 подключён через свой сетевой интерфейс h1-eth0 к коммутатору на интерфейсе s1-eth1.
- Хост h2 подключён через свой сетевой интерфейс h2-eth0 к коммутатору на интерфейсе s1-eth2.
- Коммутатор s1:
  - имеет петлевой интерфейс lo.
  - подключается к h1-eth0 через интерфейс s1-eth1.
  - подключается к h2-eth0 через интерфейс s1-eth2.
Mininet позволяет выполнять команды на конкретном устройстве. Чтобы выполнить команду для определенного узла, необходимо сначала указать устройство, а затем команду, например:
```
h1 ifconfig
```
Эта команда выполняет команду ifconfig на хосте h1. Команда показывает интерфейсы хоста h1. Показано, что хост h1 имеет интерфейс h1-eth0, настроенный с IP-адресом 10.0.0.1, и другой интерфейс lo, настроенный с IP-адресом 127.0.0.1.
Посмотрите конфигурацию всех узлов.

3.1.2 Проверка связности

По умолчанию назначаются IP-адреса 10.0.0.1/8 и 10.0.0.2/8 узлам h1 и h2 соответственно. Чтобы проверить связь между ними, вы можете использовать команду ping. Команда ping работает, отправляя сообщения эхо-запроса протокола управляющих сообщений Интернета (ICMP) на удаленный компьютер и ожидая ответа.
Введите
```
h1 ping 10.0.0.2
```
Эта команда проверяет соединение между хостами h1 и h2. Чтобы остановить тест, нажмите Ctrl+c.
Остановите эмуляцию, набрав:
```
exit
```
Заметим, что команда sudo mn -c часто используется в терминале для очистки предыдущего экземпляра Mininet (например, после сбоя).

3.2 Построение и эмуляция сети в Mininet с использованием графического интерфейса

3.2.1 Построение топологии сети

Запустите MiniEdit:

sudo ~/mininet/mininet/examples/miniedit.py

Основные кнопки:
- Select: позволяет выбирать/перемещать устройства. Нажатие Del на клавиатуре после выбора устройства удаляет его из топологии.
- Host: позволяет добавить новый хост в топологию. После нажатия этой кнопки щелкните в любом месте пустого холста, чтобы вставить новый хост.
- Switch: позволяет добавить в топологию новый коммутатор. После нажатия этой кнопки щелкните в любом месте пустого холста, чтобы вставить переключатель.
- Link: соединяет устройства в топологии. После нажатия этой кнопки щелкните устройство и перетащите его на второе устройство, с которым необходимо установить связь.
- Run: запускает эмуляцию. После проектирования и настройки топологии нажмите кнопку запуска.
- Stop: останавливает эмуляцию.
Добавьте два хоста и один коммутатор.
Настройте IP-адреса на хостах h1 и h2. IP-адрес хоста h1 — 10.0.0.1/8, а IP-адрес хоста h2 — 10.0.0.2/8. Хост можно настроить, удерживая правую кнопку мыши и выбирая свойства на устройстве.

3.2.2 Проверка связности

Перед проверкой соединения между хостом h1 и хостом h2 необходимо запустить эмуляцию.
Нажмите кнопку Run, чтобы запустить эмуляцию. Начнётся эмуляция, и кнопки панели MiniEdit станут серыми, указывая на то, что в настоящее время они отключены.
Откройте терминал на хосте h1, удерживая правую кнопку мыши на хосте h1 и выбрав Terminal. Это открывает терминал на хосте h1 и позволяет выполнять команды на хосте h1.
Повторите процедуру на хосте h2.
На терминале хоста h1 введите команду ifconfig, чтобы отобразить назначенные ему IP-адреса. Интерфейс h1-eth0 на хосте h1 должен быть настроен с IP-адресом 10.0.0.1 и маской подсети 255.0.0.0.
Повторите эти действия на хосте h2. Его интерфейс h2-eth0 должен быть настроен с IP-адресом 10.0.0.2 и маской подсети 255.0.0.0.
На терминале хоста h1 введите команду ping 10.0.0.2. Эта команда проверяет соединение между хостом h1 и хостом h2.
Чтобы остановить тест, нажмите Ctrl+c.
Остановите эмуляцию, нажав кнопку Stop.

3.2.3 Автоматическое назначение IP-адресов

Ранее мы вручную назначили IP-адреса узлам h1 и h2.
В качестве альтернативы можно полагаться на Mininet для автоматического назначения IP-адресов.
Удалите назначенный вручную IP-адрес с хостов h1 и h2.
Нажмите кнопку Edit > Preferences. Базовые значения IP-адресов по умолчанию — 10.0.0.0/8. Измените это значение на 15.0.0.0/8.
Запустите эмуляцию ещё раз, нажав кнопку Run. Начнётся эмуляция, и кнопки панели MiniEdit будут отключены.
Откройте терминал на хосте h1, удерживая правую кнопку мыши на хосте h1 и выбрав Terminal.
Введите команду (чтобы отобразить IP-адреса, назначенные хосту h1):
```
ifconfig
```
Интерфейс h1-eth0 на узле h1 теперь имеет IP-адрес 15.0.0.1 и маску подсети 255.0.0.0.
Вы также можете проверить IP-адрес, назначенный хосту h2. Соответствующий интерфейс h2-eth0 на хосте h2 должен иметь IP-адрес 15.0.0.2 и маску подсети 255.0.0.0.
Остановите эмуляцию, нажав кнопку Stop.

3.2.4 Сохранение и загрузка топологии Mininet

Часто бывает полезно сохранить топологию сети, особенно когда ее сложность возрастает. MiniEdit позволяет сохранить топологию в файл.
Чтобы сохранить топологию, нажмите File, затем Save. Укажите имя для топологии и сохраните на своем компьютере.
Сохраняйте в папку ~/work. Для это предварительно создайте её:
```
mkdir ~/work
```
После сохранения поменяйте права доступа к файлам в этой папке:
```
sudo chown -R mininet:mininet ~/work
```
Для загрузки топологии нажмите File, затем Open.

1 Настройка стенда виртуальной машины Mininet

1.1 Общая информация

1.2 Настройка образа

1.2.1 VirtualBox

1.3 Подключение к виртуальной машине

1.4 Настройка параметров XTerm

1.5 Настройка соединения X11 для суперпользователя

1.6 Работа с Mininet из-под Windows

1.6.1 Варианты Xserver

1.6.2 Установка программного обеспечения

1.6.3 Запуск Xserver

1.6.4 Запуск putty

2 Обновление версии Mininet

2.1 Настройка доступа к интернету

2.2 Обновление версии Mininet

3 Основы работы в Mininet

3.1 Работа с Mininet с помощью командной строки

3.1.1 Вызов Mininet с использованием топологии по умолчанию

3.1.2 Проверка связности

3.2 Построение и эмуляция сети в Mininet с использованием графического интерфейса

3.2.1 Построение топологии сети

3.2.2 Проверка связности

3.2.3 Автоматическое назначение IP-адресов

3.2.4 Сохранение и загрузка топологии Mininet

4 Видео

4.1 Youtube

4.1.1 Виртуальная машина Mininet

4.1.2 Работа с Mininet из-под Windows

4.1.3 Основы работы в Mininet

4.1.4 Сохранение топологии Mininet

4.1.5 Обновление версии Mininet

4.2 Rutube

4.2.1 Виртуальная машина Mininet

4.2.2 Работа с Mininet из-под Windows

4.2.3 Основы работы в Mininet

4.2.4 Сохранение топологии Mininet

4.2.5 Обновление версии Mininet

Похожие