网络拓扑搭建
拓扑搭建¶
为了方便路由器的调试，你可以自己搭建网络拓扑，在上面运行自己的程序并且调试。具体来说，有两种办法：
- netns 或虚拟机：可以在一个设备里模拟完整的网络拓扑，好处是只需要一个设备，坏处是配置起来比较麻烦，而且有一些细节上和实际设备不一样，特别是 ethtool 相关的一些设置。
- 多设备联调：可以找你的朋友一起合作搭建一个由多台电脑连起来的调试网络。
虚拟组网¶
为了方便测试，你可以在一台计算机上模拟评测环境的网络拓扑，并相应在模拟出的五台“主机”中运行不同的程序（如 BIRD / 你实现的路由器软件 / ping 等客户端工具）。这对于你的调试将有很大的帮助。建议你采用下列的两种方式：
- 使用虚拟机安装多个不同的操作系统，并将它们的网络按照需要的拓扑连接。这一方法思路简单，并且可以做到与真实多机环境完全相同，但可能消耗较多的资源。
- 使用 Linux 提供的 network namespace 功能，在同一个系统上创建多个相互隔离的网络环境，并使用 veth（每对 veth 有两个接口，可以处在不同的 namespace 中，可以理解为一条虚拟的网线）将它们恰当地连接起来。这一方法资源占用少，但是对 Linux 使用经验和网络配置知识有较高的需求。如果你使用的操作系统不是 Linux，可以开一个 Linux 虚拟机进行这些操作。
netns 使用方法¶
针对 netns，在下面提供了一些简单的指导：
和 network namespace 相关的操作的命令是 ip netns。例如想要创建两个 namespace 并让其能够互相通信：
ip netns add net0 # 创建名为 "net0" 的 namespace
ip netns add net1
ip link add veth-net0 type veth peer name veth-net1 # 创建一对相互连接的 veth pair
ip link set veth-net0 netns net0 # 将 veth 一侧加入到一个 namespace 中
ip link set veth-net1 netns net1 # 配置 veth 另一侧
ip netns exec net0 ip link set veth-net0 up
ip netns exec net0 ip addr add 10.1.1.1/24 dev veth-net0 # 给 veth 一侧配上 ip 地址
ip netns exec net1 ip link set veth-net1 up
ip netns exec net1 ip addr add 10.1.1.2/24 dev veth-net1
上面的命令配置了如下的虚拟网络：
配置完成后你可以运行 ip netns exec net0 ping 10.1.1.2 来测试在 net0 上是否能够 ping 到 net1。
你还可以运行 ip netns exec net0 [command] 来执行任何你想在特定 namespace 下执行的命令，也可以运行 ip netns exec net0 bash 打开一个网络环境为 net0 的 bash。
上面的 all 可以替换为 interface 的名字。在用这种方法的时候需要小心 Linux 自带的转发和你编写的转发的冲突，在 R2 上不要用 ip a 命令配置 IP 地址，也不要打开 Linux 自带的转发功能。
想知道当前在哪个 netns 的话，可以执行 ip netns identify 命令。可以参考 FAQ 里面的方法把 netns 加入到 shell 的 prompt 中，这样会方便自己的调试。
netns 环境和真实环境的不同
由于 netns 是 Linux 里面隔离网络的一种技术，它会默认开启一些优化，比如跳过 checksum 的计算，跳过 MAC 地址的判断等等。所以，如果在里面直接运行你编写的路由器，很可能会把 checksum 错误的 IP 分组转发出去，然后 Linux 在校验 checksum 的时候发现它是错的，而且是软件发出来的，它会选择丢弃，可能出现 TCP 连接失败的问题，详见 FAQ 中的相关讨论。
有兴趣的同学也可以尝试一下 mininet 工具来搭建基于 netns 的虚拟网络。