數(shù)據(jù)中心兩種常用流量模型運(yùn)用mininet的實(shí)現(xiàn)

編者按:在網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估中一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)就是如何生成真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)流量缀磕,還好可以通過(guò)程序來(lái)創(chuàng)造人工的網(wǎng)絡(luò)流量,通過(guò)建立測(cè)試環(huán)境來(lái)模擬真實(shí)的狀況。本文就以數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)為目標(biāo)場(chǎng)景刹缝,來(lái)在mininet仿真環(huán)境中盡可能地還原數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的真實(shí)流量情況笛谦。目前有兩種常用的流量模型:

■隨機(jī)模型:主機(jī)向在網(wǎng)絡(luò)中的另一任意主機(jī)以等概率發(fā)送數(shù)據(jù)包

■概率模型:在網(wǎng)絡(luò)中抱虐,編號(hào)為m的主機(jī)分別以概率Pt、Pa饥脑、Pc恳邀、向主機(jī)編號(hào)為(m+i)、(m+j)灶轰、(m+k)的主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包

我們使用mininet中的iperf工具在網(wǎng)絡(luò)中生成UDP流量谣沸,iperf客戶端傳送數(shù)據(jù)流到iperf的服務(wù)端,由服務(wù)端接收并記錄相關(guān)信息笋颤。mininet自帶控制臺(tái)可供使用的命令雖然已經(jīng)比較豐富鳄抒,但卻并未給出較為明確的API接口來(lái)支持用戶自定義命令。在諸如數(shù)據(jù)中心這樣復(fù)雜椰弊、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)較多的仿真環(huán)境中做一些批處理的工作就需要非常大的许溅,比如通過(guò)iperf在所有主機(jī)之間發(fā)生流量。所以我們需要將自定義命令添加到mininet中秉版,在mininet中完成新命令的拓展贤重。

一、mininet功能拓展

在mininet中進(jìn)行功能拓展主要分為3步:

1.修改mininet/net.py:?net模塊實(shí)現(xiàn)Mininet類清焕,是仿真平臺(tái)mininet的主體類并蝗,該類完成節(jié)點(diǎn)添加配置祭犯、網(wǎng)絡(luò)基本功能和一些選項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)。我們需要將我們自定義的函數(shù)定義在該類中滚停。

class?Mininet(object):

def?function(self,?**kwargs):

#function?code

2.修改mininet/cli.py:?cli模塊定義了CLI類沃粗,為米你呢他提供命令行接口,用于解析用戶輸入的命令键畴,之前定義的自定義命令需要在CLI類中通過(guò)注冊(cè)函數(shù)注冊(cè)這條自定義命令最盅。

class?CLI(Cmd):

def?do_function(self,?line):

#do_function?code

完成命令注冊(cè)與綁定。

3.修改bin/mn:在完成命令注冊(cè)與綁定后起惕,需要在mininet執(zhí)行解釋器中注冊(cè)命令與對(duì)應(yīng)執(zhí)行函數(shù)的映射關(guān)系涡贱。

ALTSPELLING?=?{?'pingall':'pingAll',

'pingpair':'pingPair',

'iperfudp':'iperfUdp',

'function':'function}

net.py和cli.py均在mininet/mininet目錄,mn文件在在mininet/bin目錄中惹想。在代碼修改完成后需要重新編譯安裝一遍mininet问词,即運(yùn)行:

$~/mininet/util/install.sh?-n

二、?兩種流量模型在mininet中的實(shí)現(xiàn)

2.1隨機(jī)模型

任意一臺(tái)主機(jī)以等概率隨機(jī)地向另外一臺(tái)主機(jī)發(fā)起一條UDP數(shù)據(jù)流嘀粱。

修改mininet/net.py

首先激挪,先在兩個(gè)主機(jī)之間進(jìn)行iperf測(cè)試,并且在server端記錄锋叨,實(shí)現(xiàn)iperf_single函數(shù):

def?iperf_single(?self,hosts=None,?udpBw='10M',?period=60,?port=5001):

"""Run?iperf?between?two?hosts?using?UDP.

hosts:?list?of?hosts;?if?None,?uses?opposite?hosts

returns:?results?two-element?array?of?server?and?client?speeds"""

if?not?hosts:

return

else:

assert?len(?hosts?)?==?2

client,?server?=?hosts

filename?=?client.name[1:]?+?'.out'

output(?'***?Iperf:?testing?bandwidth?between?'?)

output(?"%s?and?%s\n"?%?(?client.name,?server.name?)?)

iperfArgs?=?'iperf?-u?'

bwArgs?=?'-b?'?+?udpBw?+?'?'

print?"***start?server***"

server.cmd(?iperfArgs?+?'-s?-i?1'?+?'?>?/home/zg/log/'?+?filename?+?'&')

print?"***start?client***"

client.cmd(

iperfArgs?+?'-t?'+?str(period)?+?'?-c?'?+?server.IP()?+?'?'?+?bwArgs

+'?>?/home/zg/log/'?+?'client'?+?filename?+'&')

接著為mininet添加自定義命令iperfmulti垄分,依次為每一臺(tái)主機(jī)隨機(jī)選擇另一臺(tái)主機(jī)作為iperf的服務(wù)器端,通過(guò)調(diào)用iperf_single,自身以客戶端身份按照指定參數(shù)發(fā)送UDP流悲柱,服務(wù)器生成的報(bào)告以重定向的方式輸出到文件中锋喜,使用iperfmulti命令,主機(jī)隨機(jī)地向另一臺(tái)主機(jī)發(fā)起一條恒定帶寬的UDP數(shù)據(jù)流豌鸡。

def?iperfMulti(self,?bw,?period=60):

base_port?=?5001

server_list?=?[]

client_list?=?[h?for?h?in?self.hosts]

host_list?=?[]

host_list?=?[h?for?h?in?self.hosts]

cli_outs?=?[]

ser_outs?=?[]

_len?=?len(host_list)

for?i?in?xrange(0,?_len):

client?=?host_list[i]

server?=?client

while(?server?==?client?):

server?=?random.choice(host_list)

server_list.append(server)

self.iperf_single(hosts?=?[client,?server],?udpBw=bw,?period=?period,?port=base_port)

sleep(.05)

base_port?+=?1

sleep(period)

print?"test?has?done"

修改mininet/cli.py

def?do_iperfmulti(?self,?line?):

"""Multi?iperf?UDP?test?between?nodes"""

args?=?line.split()

if?len(args)?==?1:

udpBw?=?args[?0?]

self.mn.iperfMulti(udpBw)

elif?len(args)?==?2:

udpBw?=?args[?0?]

period?=?args[?1?]

err?=?False

self.mn.iperfMulti(udpBw,?float(period))

else:

error('invalid?number?of?args:?iperfmulti?udpBw?period\n'?+

'udpBw?examples:?1M?120\n')

修改bin/mn

在mininet/bin目錄下修改mn文件嘿般,將iperfpb加入到對(duì)應(yīng)的列表中。

ALTSPELLING?=?{?'pingall':?'pingAll',

'pingpair':?'pingPair',

'iperfudp':?'iperfUdp',

'iperfUDP':?'iperfUdp',

'iperfpb':'iperfPb'?}

最后涯冠,進(jìn)入mininet/util目錄炉奴,重新編譯安裝mininet

$~/mininet/util/install.sh?-n

重啟mininet,輸入iperf蛇更,可用table補(bǔ)全iperfpb瞻赶,從而可使用iperfpb進(jìn)行流量隨機(jī)模型的測(cè)試。

2.2概率模型

為mininet添加自定義命令iperfpb派任,依次為每一臺(tái)主機(jī)(編號(hào)為m)分別以概率Pt砸逊、Pa、Pc向主機(jī)編號(hào)為(m+i)掌逛、(m+j)师逸、(m+k)的主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包,通過(guò)調(diào)用iperf_single,自身以客戶端身份按照指定參數(shù)發(fā)送UDP流豆混,服務(wù)器生成的報(bào)告以重定向的方式輸出到文件中篓像,使用iperfpb命令动知,主機(jī)按概率向其他被選擇的主機(jī)發(fā)起一條恒定帶寬的UDP數(shù)據(jù)流。

概率選擇函數(shù)

為完成以一定概率選擇主機(jī)员辩,我們需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)概率選擇函數(shù)randompick盒粮,這個(gè)函數(shù)可用于以不同的概率從一個(gè)列表中隨機(jī)地選擇一些元素。下面為randompick的實(shí)現(xiàn)過(guò)程:

def?random_pick(?self,?_list,?probabilities):

x?=?random.uniform(0,1)

p?=?None

cumulative_probability?=?0.0

for?item,?item_probability?in?zip(_list,?probabilities):

cumulative_probability?+=?item_probability

p?=?item

if?x?<?cumulative_probability:break

return?p

修改mininet/net.py

def?iperfPb?(self,?bw,?period?=?60,?i?=?1,j?=?4,k?=?64,pt?=?0.5,pa?=?0.3):

base_port?=?5001

server_list?=?[]

client_list?=?[]

client_list?=?[h?for?h?in?self.hosts]

cli_outs?=?[]

ser_outs?=?[]

host_list?=?[]

host_list?=?[h?for?h?in?self.hosts]

pc?=?1?-?pt?-?pa

p_list?=?[pt,pa,pc]

_len?=?len(self.hosts)

for?key?in?xrange(_len):

client?=?host_list[key]

access_host?=?[host_list[(key+i)%_len],host_list[(key+j)%_len],host_list[(key+k)%_len]]

server?=?self.random_pick(access_host,p_list)

server_list.append(server)

self.iperf_single(hosts?=?[client,?server],?udpBw=bw,?port=base_port)

sleep(.05)

sleep(period)

print?"test?has?done"

修改mininet/cli.py

def?do_iperfpb(self,?line):

"""Multi?iperf?UDP?test?with?probablity"""

args?=?line.split()

if?len(args)?==?1:

udpBw?=?args[?0?]

self.mn.iperfMulti(udpBw)

elif?len(args)?==?2:

udpBw?=?args[?0?]

period?=?args[?1?]

err?=?False

self.mn.iperfPb(udpBw,?float(period))

else:

error('invalid?number?of?args:?iperfmulti?udpBw?period\n'?+

'udpBw?examples:?1M?120\n')

修改bin/mn

在mininet/bin目錄下修改mn文件奠滑,將iperfpb加入到對(duì)應(yīng)的列表中丹皱。

ALTSPELLING?=?{?'pingall':?'pingAll',

'pingpair':?'pingPair',

'iperfudp':?'iperfUdp',

'iperfUDP':?'iperfUdp',

'iperfpb':'iperfPb'?}

最后,進(jìn)入mininet/util目錄养叛,重新編譯安裝mininet:

$~/mininet/util/install.sh?-n

重啟mininet种呐,輸入iperf宰翅,可用table補(bǔ)全iperfpb弃甥,從而可使用iperfpb進(jìn)行流量的概率模型的測(cè)試。

作者簡(jiǎn)介:

張歌汁讼,2014/09-至今淆攻,北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院?網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室攻讀碩士研究生

本文轉(zhuǎn)載自SDNLAB

最后編輯于
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