A00_simple_as¶

构建方法¶

进入文件夹 A00_simple_as ，查看内部文件有一个 simple_as.py

命令行 python3 ./simple_as.py 构建 Dockerfile，会生成一个 output 文件夹，内含我们构建互联网的一个个主机/路由/...的 docker 文件（每个相当于是一个 docker 容器）：

随后 docker-compose build && docker-compose up 即可构建完成。

最终我们可以通过访问 localhost 的 8080 端口里面的 map.html 文件（即 https://localhost:8080/map.html ），可看到可视化界面：

代码分析¶

这里将 simple_as.py 进行详细分析：

Explanation

ImportInitializationCreationBGP PeeringRenderingCompilation

Python
from seedemu.layers import Base, Routing, Ebgp
from seedemu.services import WebService
from seedemu.compiler import Docker, Platform
from seedemu.core import Emulator, Binding, Filter
import sys, os

其中 sys, os, Platform 是用于系统和架构识别用的，Docker 是用来构建互联网的硬件基础（因为每一台主机/BGP 路由/...都是一个 Docker 容器），我们重点要关注的是 Base, Routing, Ebgp, WebService。

Python
# Initialize the emulator and layers
emu     = Emulator()
base    = Base()
routing = Routing()
ebgp    = Ebgp()
web     = WebService()

在这之中：

Emulator 是整个仿真器的大模块
Base 提供仿真基础
- 描述每个主机属于哪个自治系统，以及主机之间是如何相互连接的
Routing 提供路由协议的基础
- 在每个具有路由器角色的主机上安装 BIRD 互联网路由守护进程
- 提供用于操作 BIRD 的 FIB（转发信息库）和添加新协议等的低级 API
- 在非路由器角色主机上设置适当的默认路由，以指向网络中的第一个路由器
Ebgp 提供对外 BGP 连接的 API
WebService 提供在主机上安装 nginx web server 的 API

Python
# Create an Internet Exchange
base.createInternetExchange(100)

在这里函数 Base::createInternetExchange 建立了一个新的数据交换中心。默认情况下，它建立了一个全局网络 10.\(\{\text{id}\}\).0.0/24(其中 \(\text{id}\) 为数据交换中心的 ID，随后可以通过函数 Node::joinNetwork 将路由加入网络。

Python
# Create and set up AS-150

# Create an autonomous system 
as150 = base.createAutonomousSystem(150)

# Create a network 
as150.createNetwork('net0')

# Create a router and connect it to two networks
as150.createRouter('router0').joinNetwork('net0').joinNetwork('ix100')

# Create a host called web and connect it to a network
as150.createHost('web').joinNetwork('net0')

# Create a web service on virtual node, give it a name
# This will install the web service on this virtual node
web.install('web150')

# Bind the virtual node to a physical node 
emu.addBinding(Binding('web150', filter = Filter(nodeName = 'web', asn = 150)))

函数 Base::createAutonomousSystem 返回一个自治系统的类实例，可以被用于建立主机和网络
函数 AutonomousSystem::createNetwork 建立了一个新的本地网络，和我们在 Base::createInternetExchange 建立的网络不同，它只能加入自治系统当中的节点；和 Base::createInternetExchange 建立的网络相同的是，默认情况下它使用 10.\(\text{asn}\).\(\text{id}\).0/24，其中 \(\text{asn}\) 为
函数 AutonomoousSystem::createRouter 建立了一个 BGP 路由
函数 Node::joinNetwork 指的是将一个节点连接到一个网络当中，这个网络可以是自治系统的全局网络，也可以是自治系统的本地网络，这个函数默认会先搜寻本地网络有没有可连接的
函数 AutonomousSystem::createHost 将会返回一个主机节点实例，在这个例子里面我们将其命名为 Web 因为我们将会在其上面建立 Web 服务
函数 web.install 将会建立一个虚拟的节点（在这个例子当中为 web150），在这个虚拟节点上面配置 Web 服务
函数 emu.addBinding 将我们建立的虚拟节点绑定到真实的节点上面（在这个例子当中为 web）

为什么要建立一个虚拟节点?

或许有人会问，为什么要多此一举建立这个虚拟的节点，再去绑定，这是因为虚拟的节点可以看作是真实节点的模板（或者叫蓝图），一来是能复用这个模板更加方便，二来所有的改动都是在模板上进行改动，也比较方便。

Python
# Peering these ASes at Internet Exchange IX-100

ebgp.addRsPeer(100, 150)
ebgp.addRsPeer(100, 151)
ebgp.addRsPeer(100, 152)

函数 ebgp.addRsPeer 通过建立的数据交换中心建立不同 BGP 路由之间的联系，能让不同的自治系统能相互连接传递数据。

Python
# Rendering 

emu.addLayer(base)
emu.addLayer(routing)
emu.addLayer(ebgp)
emu.addLayer(web)

if dumpfile is not None:
    emu.dump(dumpfile)
else:
    emu.render()

这段代码就实现了将所有的功能下放到各节点当中（软件会被安装到节点上，路由表、协议和 BGP 连接会被配置……）

Python
# Compilation
emu.compile(Docker(platform=platform), './output', override=True)

这段代码就将所有的文件通过 docker 编译器编译成 Docker 文件，并放入 output 目录当中。

功能展示¶

这是一个最简单最小型的互联网仿真，有三套自治系统【每套自治系统掩码位为 24 位，内含一台 BGP 路由（圆形表示），连接一个构建网络的 Network（菱形表示），每个 Network 上连接一台主机（分别为 10.150/151/152.0.71.24，正六边形表示，在真实情况下可能连接非常多的主机）】、一个数据交换中心（五角星表示，负责和 BGP 路由进行数据交换）和控制数据交换中心的主机（100/ix100，正六边形表示）。

当我们想从 10.152.0.71 传输数据到 10.150.0.71，我们只需要在 10.152.0.71 的终端（点击 Launch Console）命令行 ping 10.150.0.71 即可，同时在最上面输入 icmp（显示 icmp 包的流向），那么网页便会通过闪烁的方式来展示整个数据传输的路径（从当前主机走出自治系统，来到数据交换中心，经过数据交换中心处理之后送到对方的自治系统进入对方主机），如下图所示：

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