一、ContainerLab 是什么？
ContainerLab 是一个强大且高效的网络实验室工具，用于部署和管理由容器互联构成的虚拟网络环境。它允许网络工程师、开发者和学习者使用基于容器的节点（如路由器、交换机、防火墙）来快速创建、销毁和测试复杂的网络拓扑。
你可以把它想象成是网络领域的 Docker Compose，但专门为网络设备拓扑而设计。
核心特点：
速度快：基于容器技术，能在几秒内启动或销毁一个完整的网络拓扑，远比传统虚拟机（如 GNS3/EVE-NG）快。
轻量级：容器共享主机内核，资源占用（CPU、内存、磁盘）极低，一台普通笔记本电脑也能轻松运行大型拓扑。
依赖简单：只需要安装 Docker 和 ContainerLab 本身，无需下载和管理庞大的虚拟机镜像（虽然某些节点类型仍需特定镜像）。
支持多种节点类型：
容器化网络操作系统 (NOS)：如 Arista cEOS, Nokia SR Linux, SONiC, FrRouting等。
通用 Linux 容器：如 Alpine, Ubuntu，用作客户端、服务器或终端。
第三方工具容器：如 Wireshark, iPerf3, 监控代理等。
拓扑即代码：使用简洁的 YAML 文件定义拓扑，易于版本控制、共享和复用。
二、核心概念
拓扑文件：一个 YAML 格式的文件（通常以
.clab.yml或.clab.yaml结尾），用于定义网络拓扑中的所有元素。节点 (Node)：拓扑中的设备，比如一台路由器、一台交换机或一台 Linux 主机。
种类 (Kind)：定义节点的类型，例如
linux（通用Linux容器）、ceos（Arista cEOS）、srl（Nokia SR Linux）等。链接 (Link)：定义节点之间的连接关系，相当于网线。
端点 (Endpoint)：链接的两端，格式为
<node-name>.<interface-name>，例如router1:eth1。
三、安装与前置要求
1. 前置要求
Docker：必须首先安装并运行 Docker Engine。请参考 Docker 官方文档进行安装。
sudo 权限：ContainerLab 需要权限来管理网络接口（创建 veth pair，操作网桥等）。
2. 安装 ContainerLab
安装非常简单，只需一条命令：
# 下载并执行安装脚本 bash -c "$(curl -sL https://get.containerlab.dev)"
安装完成后，验证版本：
containerlab version
四、快速入门：一个简单的例子
让我们创建一个包含两台 Linux 主机（client 和 server）直接相连的拓扑。
1. 创建拓扑文件
创建一个名为 2node.clab.yml 的文件，内容如下：
name: 2node-lab # 实验室的名称 topology: nodes: client: # 第一个节点，名为 "client" kind: linux # 节点类型为通用 Linux image: ubuntu:22.04 # 使用的 Docker 镜像 exec: - ip addr add 192.168.1.1/24 dev eth1 # 启动后执行的命令：配置IP地址 server: # 第二个节点，名为 "server" kind: linux image: ubuntu:22.04 exec: - ip addr add 192.168.1.2/24 dev eth1 links: - endpoints: ["client:eth1", "server:eth1"] # 用一条线连接 client 的 eth1 和 server 的 eth1
2. 部署实验室
在终端中，进入 YAML 文件所在的目录，运行：
containerlab deploy -t 2node.clab.yml
ContainerLab 会执行以下操作：
拉取所需的 Docker 镜像（如果本地没有）。
创建容器。
根据链接定义创建虚拟网络接口（veth pairs）并将它们连接到容器。
执行你在
exec部分定义的命令。
3. 验证与测试
查看实验室状态：
containerlab list
输出会显示正在运行的实验室和节点。
进入节点：
使用containerlab inspect命令可以获取如何连接到节点的信息，更简单的方法是直接使用docker exec：
# 进入 client 节点 sudo docker exec -it clab-2node-lab-client bash # 在 client 节点的 shell 中，ping server ping 192.168.1.2
如果网络配置正确，你应该能看到成功的 ping 回复。
4. 销毁实验室
实验完成后，一键清理所有资源：
containerlab destroy -t 2node.clab.yml
这条命令会停止并删除所有容器和网络接口。
五、使用真实网络操作系统
要模拟更真实的场景，你需要使用厂商提供的容器化网络操作系统镜像。
以 Nokia SR Linux 为例：
1.获取镜像：首先需要从 Nokia 门户网站获取 SR Linux 的 Docker 镜像，并加载到 Docker 中。
2.创建拓扑文件 srl-lab.clab.yml：
name: srl-lab topology: nodes: r1: kind: srl # 指定种类为 srl image: ghcr.io/nokia/srlinux:latest # 使用的镜像名 r2: kind: srl image: ghcr.io/nokia/srlinux:latest links: - endpoints: ["r1:e1-1", "r2:e1-1"] # 连接 r1 的 e1-1 接口和 r2 的 e1-1 接口
3.部署和登录：
containerlab deploy -t srl-lab.clab.yml
部署后，你可以使用 SSH 或 docker exec 登录到设备。默认情况下，ContainerLab 会为支持 CLI 的设备（如 SR Linux）生成启动配置。
查看生成的用户名密码：
containerlab inspect -t srl-lab.clab.yml
六、常用命令总结
| 命令 | 作用 | 示例 |
|---|---|---|
containerlab deploy | 根据拓扑文件创建实验室 | sudo containerlab deploy -t topo.clab.yml |
containerlab destroy | 销毁实验室，清理资源 | sudo containerlab destroy -t topo.clab.yml |
containerlab list | 列出所有正在运行的实验室和节点 | sudo containerlab list |
containerlab inspect | 显示实验室的详细信息（管理地址、登录凭证等） | sudo containerlab inspect -t topo.clab.yml |
containerlab graph | 生成拓扑图（需安装 Graphviz） | sudo containerlab graph -t topo.clab.yml |
containerlab version | 显示 clab 版本 | containerlab version |
七、优点与局限性
优点：
极致轻快：启动速度和无与伦比的资源效率是其最大优势。
简单易用：YAML 语法清晰，命令行工具直观。
云原生集成：非常适合与 CI/CD 流水线集成，用于自动化测试和验证。
活跃社区：发展迅速，支持的网络操作系统越来越多。
局限性：
硬件仿真限制：容器共享主机内核，无法模拟需要特殊硬件的设备（如 ASIC）。它更适合测试控制平面和管理平面的功能，对于数据平面性能测试可能不如基于VM的工具。
镜像可用性：许多厂商的容器化 NOS 镜像并非免费公开提供，需要商业许可或开发者计划账户才能获取。
总结
ContainerLab 是现代网络工程师和开发者的利器，特别适用于协议学习、配置验证、自动化脚本测试和CI/CD集成。如果你需要的是一个快速、轻量且易于脚本化的网络实验环境，ContainerLab 很可能是你的最佳选择。对于需要深度数据平面仿真或特定硬件的场景，则可以将其与 GNS3/EVE-NG 等传统工具结合使用。
