原创 如何使用自动化构造随机路由模型

为什么要仿真随机路由？

路由器测试中，为了最大程度还原现网路由情况，评估路由器在现网环境下稳定工作各项指标，需要对导入路由进行离散仿真，目前路由仿真可分为导入路由与生成路由两种方式，导入路由需要现网路由表导入，本文讨论重点为生成路由方式，应用拓扑如下图所示：

 

 

图1-应用拓扑

自动化生成路由能解决什么问题？

使用用户界面生成路由时，可根据离散模型生成路由，但生成路由与现网路由相比，只注重路由段离散，未体现AsPath、Community等BGP路由参数离散，使用自动化生成路由可根据定义规则进行生成

如何使用自动化生成随机路由

信而泰Renix平台提供了python API接口,可使用python API进行路由灵活定义。假设路由需求如下：配置Port口1个，包含20个IBGP，每个IBGP通告10个路由段、共10wIPv4+10wIPv6路由，要求路由掩码随机选择，AsPath随机选择、Connmity随机选择。

本文选择基础API使用信而泰API（renix_py_api、MiscLibrary），不另做定义，使用时需安装相关环境。代码解析如下：

导入相关库

import time

from renix_py_api.renix import *

from MiscLibrary.base import *

import logging

import random

import re

 

初始化Python环境及定义参数

初始化Renix相关Python参数外，定义生成BGP路由的相关参数，其中包括IPv4/IPv6相关变化点路由数量、起始路由、掩码/前缀、AsPath、

Community

,设备各变化点取值范围。

api = MiscAPI()

initialize(log=True, log_level=logging.INFO, log_handle=LogHandle.LOG_FILE)

chassis_DY = "10.1.1.7"

port_DY_1 = "//10.1.1.7/3/1"

start_ip1 = "20.0.0.0"

start_ipv61 = "2023::"

BgpSessionCount = 20

BgpRouteBlock = 10

BgpRouteBlockv6 = 10

ipv4routecount = 100000

ipv6routecount = 100000

MaskMin = 20

MaskMax = 30

PrefixMin = 80

PrefixMax = 120

AsPathMaxLength = 8

CommunityMaxLength = 8

Ipv4RoutePerSession = int(ipv4routecount / BgpSessionCount)

ipv6PrefixPerSession = int(ipv6routecount / BgpSessionCount)

Ipv4CountRandonMax = int(Ipv4RoutePerSession / BgpRouteBlock)

Ipv4CountRandonMin = int(Ipv4CountRandonMax * 0.5)

Ipv6CountRandonMax = int(ipv6PrefixPerSession / BgpRouteBlockv6)

Ipv6CountRandonMin = int(Ipv6CountRandonMax * 0.5)

 

创建端口及映射机箱

如有对应仪表机框时，可按以下执行，如生成离线配置，可注释

chassis.execute()

和

BringPortsOnlineCommand(PortList=[port_1.handle]).execute()

语句。

sys_entry = get_sys_entry()

sys_entry.edit(ProductType=1)

chassis = ConnectChassisCommand(chassis_DY)

chassis.execute()

port_1 = Port(upper=sys_entry, Location=port_DY_1, name='port_1')

BringPortsOnlineCommand(PortList=[port_1.handle]).execute()

 

参数生成器定义

主要定义RouterId、IPv6RouterId、Mac、IPv4、IPv6生成器，接口相关参数均按偏移（Offset）变化。RouterId、IPv6RouterId、Mac均按递增1变化（

Offset=0

，

Step=1

），IPv4按掩码24位递增1变化（

Offset=

8，

Step=1

），IPv6按掩码80位递增1变化（

Offset=

80，

Step=1

）

GeneratorRouteridv4 = api.address_modifier(Start=r'192.168.0.1', Step=1, Count=1000, Offset=0)

GeneratorRouteridv6 = api.address_modifier(Start=r'192:168::1', Step=1, Count=1000, Offset=0)

GeneratorMacAddress = api.address_modifier(Start=r'00:10:94:00:00:01', Step=1, Count=1000, Offset=0)

GeneratorIPv4Address = api.address_modifier(Start=r'10.0.0.2', Step=1, Count=1000, Offset=8)

GeneratorIPv6Address = api.address_modifier(Start=r'2000::2', Step=1, Count=1000, Offset=80)

 

接口生成interface

&BgpSession

接口生成时，主要变化点为RouterId、IPv6RouterId、Mac、IPV4、IPv6、IPv4GW、IPv6GW变化，接口数量与BGPSessionCount一一对应，注意单接口下生成多个interface时，启用子接口模式，对应仪表变化则为Vlan变化

实现代码参数以下,相关生成器定义已在上文讨论，本循环使用api.generator_next()生成对连接变化点。

for x in range(BgpSessionCount):

#Interface生成部分代码

Routeridv4 = api.generator_next(GeneratorRouteridv4)

Routeridv6 = api.generator_next(GeneratorRouteridv6)

MacAddr = api.generator_next(GeneratorMacAddress)

IPv4Addr = api.generator_next(GeneratorIPv4Address)

IPv6Addr = api.generator_next(GeneratorIPv6Address)

IPv4GWAddr = api.ipv4_address_hopping(IPv4Addr, Mask=32, Type='decrement', Step=1)

IPv6GWAddr = api.ipv6_address_hopping(IPv6Addr, Mask=128, Type='decrement', Step=1)

interface = Interface(upper=port_1, RouterId = Routeridv4, Ipv6RouterId = Routeridv6)

Interface_temp = "Interface_" + str(x+1)

build_Dual = BuildInterfaceCommand(InterfaceList=Interface_temp, NetworkLayers=['eth', 'vlan'], TopLayers=['ipv4', 'ipv6'])

build_Dual.execute()

eth_layer = interface.get_children('EthIILayer')[0]

eth_layer.edit(Address = MacAddr)

vlan_layer = interface.get_children('VlanLayer')[0]

vlan_layer.edit(VlanId = x+1 )

ipv4_layer = interface.get_children('Ipv4Layer')[0]

ipv4_layer.edit(Address = IPv4Addr , Gateway=IPv4GWAddr)

ipv6_layer = interface.get_children('Ipv6Layer')[0]

ipv6_layer.edit(Address = IPv6Addr , Gateway=IPv6GWAddr)

 

生成Interface效果下图所示：

 

BgpSession生成

由于BgpSession与interface存在一一对应关系，所以可在同一个循环下生成BgpSession并绑定Interface。以下代码以上部分代码同处一个循环（for x in range(BgpSessionCount):）。

for x in range(BgpSessionCount):

...

BgpSession = BgpProtocolConfig(upper=port_1)

BgpSession.edit(AsNumber=65000)

BgpSession.edit(DutAsNumber=65000)

BgpSession.edit(UseGatewayAsDutIp=False)

BgpSession.edit(DutIpv4Address=IPv4GWAddr)

BgpSession.edit(DutIpv6Address=IPv6GWAddr)

select_interface = SelectInterfaceCommand(ProtocolList=[BgpSession.handle], InterfaceList=[interface.handle])

select_interface.execute()

 

生成Bgp效果图如下所示：

 

IPv4路由生成

为每个BgpSession生成若干条RouteBlock，所以可在同一个循环下生成RouteBlock并绑定BgpSession。以下代码以上部分代码同处一个循环（

for x in range(

B

gpSessionCount):

），每个BgpSession生成的RouteBlock数量由

BgpRouteBlock

决定并循环执行，相关变化点包括路由数量、起始路由、掩码、AsPath、AsPath跳变长度、每个路由组AsPath数量、Community、Community跳变长度、每个路由组Community数量，其中路由数量、掩码、AsPath、Community为Random值，起始路由、AsPath跳变长度、每个路由组AsPath数量、Community跳变长度、每个路由组Community数量为对应变化：

起始路由:第1条路由填入定义的起始路由，2~n条按上一条路由的起始路由、路由数量、掩码生成对应的起始路由，每条路由组路由数量、掩码均使用

random.randint

生成随机数。

AsPath：按约定的最大AsPath长度生成随机长度，并根据长度生成对应随机AsPath，AsPath跳变长度均为1:1，AsPath跳变长度根据路由数量取值

Community：变化与AsPath类似。

具体实现代码如下：

for x in range(BgpSessionCount):

...

FirstRoute = start_ip1

Ipv4RouteCount = 0

for y in range(BgpRouteBlock):

mask = random.randint(MaskMin, MaskMax)

if y == BgpRouteBlock-1:

RouteCount = Ipv4RoutePerSession - Ipv4RouteCount

else:

RouteCount = random.randint(Ipv4CountRandonMin, Ipv4CountRandonMax)

Ipv4RouteCount = Ipv4RouteCount+RouteCount

offset = 32 - mask

if x == 0 and y == 0:

BgpRoute = BgpIpv4RoutepoolConfig(upper=BgpSession)

BgpRoute.get()

BgpRoute.edit(FirstRoute=FirstRoute)

BgpRoute.edit(PrefixLength=mask)

BgpRoute.edit(RouteCount=RouteCount)

GeneratorIPv4Route = api.address_modifier(Start=FirstRoute, Step=RouteCount, Offset=offset, Count=1000)

IPv4Route = api.generator_next(GeneratorIPv4Route)

IPv4Route = api.generator_next(GeneratorIPv4Route)

else:

BgpRoute = BgpIpv4RoutepoolConfig(upper=BgpSession)

BgpRoute.get()

BgpRoute.edit(FirstRoute=IPv4Route)

BgpRoute.edit(PrefixLength=mask)

BgpRoute.edit(RouteCount=RouteCount)

Start = IPv4Route

GeneratorIPv4Route = api.address_modifier(Start=Start, Step=RouteCount, Offset=offset, Count=1000)

IPv4Route = api.generator_next(GeneratorIPv4Route)

IPv4Route = api.generator_next(GeneratorIPv4Route)

as_path_length = random.randint(2, AsPathMaxLength)

community_length = random.randint(2, CommunityMaxLength)

as_path_list = list()

community_list = list()

AsPathIncrement_list = list()

as_path_tem = str()

community_tem = str()

communityIncrement_list = list()

for z in range(as_path_length):

as_path = random.randint(300, 64000)

as_path_list.append(as_path)

for z in range(community_length):

community1 = random.randint(1, 65535)

community2 = random.randint(1, 65535)

community = str(community1) + ':' + str(community2)

community_list.append(community)

for i in range(len(community_list) - 1):

community = community_list

community_tem += community

community_tem += ','

community_tem += str(community_list[-1])

AsPathPerBlockCount = int(RouteCount / 6.5)

for z in range(len(as_path_list)):

AsPathIncrement_list.append(1)

for z in range(len(community_list)):

Temp = str(1) + ':' + str(1)

communityIncrement_list.append(Temp)

BgpRoute.edit(AsPath=as_path_list)

BgpRoute.edit(AsPathIncrement=AsPathIncrement_list)

BgpRoute.edit(AsPathPerBlockCount=AsPathPerBlockCount)

BgpRoute.edit(Community=community_tem)

BgpRoute.edit(CommunityIncrement=communityIncrement_list)

BgpRoute.edit(CommunityPerBlockCount=AsPathPerBlockCount)

 

生成IPv4 BgpRouteBlock效果图如下所示：

 

IPv6路由生成

IPv6路由生成方法与IPv4一致，实现参考上文代码。

 

生成IPv6 BgpRouteBlock效果图如下所示：

 

保存Renix平台对应XCFG文件

执行以上代循环代码后，用以下代码生成对应配置，其中ProductType=1代表Daryu系列产品

save_case = SaveTestCaseCommand(TestCase='D:\bgp_random.xcfg', ProductType=1)

save_case.execute()

 

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