Mininet-GUI: Uma Abordagem Visual e Interativa para Experimentação em Redes SDN

O Mininet é um emulador amplamente utilizado para a prototipação e experimentação de Redes Definidas por Software (SDN). No entanto, sua interface gráfica principal, o MiniEdit, oferece suporte limitado e baixa interatividade, dificultando sua adoção e restringindo experimentações avançadas. Embora diversas ferramentas tenham sido propostas, nenhuma se consolidou como alternativa definitiva devido à falta de integração de funcionalidades essenciais. Neste trabalho, apresentamos o Mininet-GUI, uma ferramenta integrada que opera através de uma interface web para viabilizar a criação, edição e execução de topologias no Mininet em tempo real. O Mininet-GUI possibilita a manipulação dinâmica de hosts, switches, controladores e links, além da execução de comandos diretamente na interface. Diferentemente das abordagens existentes, o Mininet-GUI oferece edição interativa da topologia, acesso simplificado aos terminais via WebShell e suporte à exportação/importação de topologias nos formatos JSON e Python.
O Mininet-GUI visa tornar a experimentação com SDN mais acessível e eficiente, atendendo tanto a iniciantes quanto a pesquisadores avançados. Este trabalho descreve sua arquitetura, funcionalidades e aplicabilidade por meio de casos de uso recorrentes.

Estrutura do readme.md

O arquivo README.md divide-se nas seguintes seções: Selos Considerados, Informações Básicas, Dependências, Preocupações com segurança, Instalação, Teste mínimo, Experimentos e LICENSE. O repositório contém dois subdiretórios principais: mininet-gui-frontend, com o código da aplicação frontend, e mininet-gui-backend, com o código do backend. Além disso, há dois scripts setup.sh e run.sh, para facilitar a instalação e execução. Foram incluídos também dois arquivos: example_network_export.json e example_network_export.py, que são arquivos exemplos exportados de uma topologia criada no Mininet-GUI.

Selos Considerados

Os selos considerados são: Disponíveis, Funcionais, Sustentáveis e Reprodutíveis.

Informações básicas

Vídeo da demonstração: https://youtu.be/YSsqHKsJlxY

Repositório oficial: https://github.com/latarc/mininet-gui

Para a demonstração, foi utilizado um laptop com as seguintes configurações:

Processador: Intel(R) Core(TM) i5-10300H CPU @ 2.50GHz 2.50 GHz RAM instalada: 8,00 GB Sistema Operacional: Windows 11 Home Single Language Tipo de sistema: Sistema operacional de 64 bits, processador baseado em x64 Espaço disponível em disco: Pelo menos 80GB livres

Dependências

A execução do Mininet-GUI requer o Oracle VirtualBox (versão 7.1.6 r167084). Memória RAM: Mínimo de 8GB para a máquina virtual.

Preocupações com segurança

A instalação nativa do Mininet é invasiva, e pode alterar ou remover arquivos importantes do sistema de arquivos. Por isso, recomenda-se a utilização da VM do Mininet-GUI que disponibilizamos no repositório.

Instalação

Máquina Virtual (recomendado)

Pré-requisitos: Oracle VirtualBox (https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads)

Passo 1: Baixe o arquivo ova neste link: https://drive.google.com/file/d/1HBqlTwEWnmkPjRFJVQhEn34itKNyzhg3/view?usp=sharing

Passo 2: Abra o arquivo Mininet-GUI-Desktop-VM-SBRC-2025.ova no VirtualBox, para importar a máquina virtual

Passo 3: Execute a máquina virtual (user mininet, senha mininet)

Instalação manual

Atenção: os comandos abaixo irão modificar o kernel e outras configurações do seu sistema operacional, portanto use com cautela. Utilize os comandos abaixo para instalar manualmente (testado no ubuntu 20.04):

git clone https://github.com/mininet/mininet
cd mininet
./util/install.sh -nfv
cd ..
git clone https://github.com/latarc/mininet-gui
cd mininet-gui
./setup.sh

Opcionalmente, para instalar o Ryu:

pip3 install ryu eventlet==0.30.0 dnspython==1.16.0

Teste mínimo

Passo 1: Execute a VM dentro do VirtualBox e faça login (usuário: mininet, senha: mininet)

Passo 2: Abra o terminal (Ctrl+Alt+T) e rode o seguinte comando: mininet_gui (ou alternativamente /home/mininet/mininet-gui/run.sh)

Passo 3: A execução do comando do Passo 2 mostrará em sua saída do terminal uma URL (Exemplo: http://10.0.2.15:5173). Acesse essa URL em um navegador dentro da VM.

Passo 4: Para criar um controlador, arraste o ícone rotulado "Controller", localizado na aba lateral esquerda, para o centro da tela. Em seguida, se abrirá uma caixa de diálogo, perguntando o tipo do controller. Nessa etapa, selecione a opção "Default" e em seguida pressione o botão "Submit" para criar o controller.

Passo 5: Clique no botão "Generate Topology" localizado na aba lateral esquerda. No modal, selecione o "Topology Type" Single, o "Controller" c1, e no campo "Hosts" insira o número 2. Em seguida, pressione o botão "Submit".

Passo 6: Execute um teste de pingall clicando no botão "Run Pingall Test" na aba lateral esquerda e aguarde os resultados aparecerem.

Passo 7 (opcional): Teste com iperf - selecione no webshell o terminal do node h1 e digite o comando iperf -s. Depois, abra o terminal do node h2 e digite o comando iperf -c 10.0.0.1. Aguarde 1 minuto para o teste completar-se.

Passo 8 (opcional): Multiplos controladores - arraste um novo "Controller" da barra lateral para o centro da tela, mas dessa vez mude o type para "Remote" e preencha o IP 127.0.0.1 e a porta 6633. Em seguida, gere uma topologia (com o "Generate Topology") do tipo Single e com 2 hosts, e também selecione o novo controlador criado (c2). Adicionalmente, clique no botão "Create Link" e conecte os switches das duas topologias, s1 e s2, clicando e arrastando de um para o outro (o sucesso dessa ação é indicado por uma linha verde conectando os dois nós). A seguir, selecione no webshell o terminal do novo controlador c2 e execute o comando: ryu-manager --ofp-tcp-listen-port 6633 ryu.app.simple_switch_13 para iniciar o controlador SDN Ryu. Optamos por utilizar o Ryu nesse exemplo, pois ele é leve e não ocupa tanto espaço na VM quanto outros (ONOS, OpenDaylight, Floodlight). Para testar a conexão, execute um teste com o botão de Pingall.

Passo 9: Finalmente, clique nos botões "Export Topology (JSON)" e "Export Mininet Script" para obter respectivamente o arquivo JSON com a configuração da topologia atual e o script do mininet para executar a topologia fora do Mininet-GUI, diretamente no Python.

Experimentos

A execução da VM requer no mínimo 2GB de RAM e um core de CPU reservado à VM.

Reivindicação "Geração automatizada de topologias, incluindo diversos modelos amplamente utilizados"

Após inicializar o mininet_gui e acessar a interface web do frontend, clique no botão "Generate Topology". Selecione o tipo de topologia (Single, Linear ou Tree), e o número de dispositivos, então clique em OK.

Reivindicação "Terminal integrado dos nós via WebShell"

Após inicializar o mininet_gui e acessar a interface web do frontend, crie ao menos um nó (seja pelo Gerador de Topologias ou clicando e arrastando) e na aba inferior titulada "Webshell" selecione a aba com o nome desse nó, clicando nela. Em seguida, utilize o terminal bash para executar comandos diretamente no namespace daquele nó.

LICENSE

BSD 3-Clause License

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