OFTest(四):一種測試交換機(jī)流表下發(fā)速率的方法

引言:對(duì)于OpenFlow交換機(jī)碌廓,流表下發(fā)速率是一個(gè)非常重要的指標(biāo)分蓖。雖然OpenFlow交換機(jī)的Spec定義了barrier_request和barrier_reply機(jī)制來查詢交換機(jī)是否操作完畢念祭,但是可信度是存疑的镰官。最有說服力的方法是用匹配流表的報(bào)文來做檢測湾盗。此處提供一種使用OFTest套件來測試流表下發(fā)速率的方法供參考你辣。

環(huán)境搭建

  • 一臺(tái)待測的OpenFlow交換機(jī),配置好controller的IP和port信息拦盹,保證OFTest運(yùn)行時(shí)能夠正確連接
  • 安裝了OFTest測試套件的PC鹃祖,需要有兩個(gè)網(wǎng)口連接到交換機(jī)上(eth1->port1,eth2->port2)
  • 一臺(tái)發(fā)包測試儀,例如Ixia掌敬,用來持續(xù)發(fā)探測包(ixia->port8)
Paste_Image.png

組包發(fā)包

  • 使用發(fā)包測試儀組以太報(bào)文,并在運(yùn)行OFTest腳本前就開始持續(xù)發(fā)包
  • dest mac固定為0000:ffff:ffff
  • source mac從0000:0000:0001遞增池磁,step=1奔害,repeat=4000(后面添加flow條目數(shù))
  • 線速發(fā)包,報(bào)文長度固定為64bytes,那么發(fā)包速率是1488095pps,意味著每秒每種報(bào)文會(huì)發(fā)1488095/4000=372.02次
  • 那么一種報(bào)文循環(huán)周期的時(shí)間就是1/372.02=0.0027s,所以在后面腳本中在端口poll的等待周期需要超過0.0027秒

測試思路

  • 首先在交換機(jī)上加一條priority為0的flow地熄,將從port8進(jìn)來的所有流量都轉(zhuǎn)發(fā)到port1
  • 提前組好4000個(gè)add_flow的message华临,這些message會(huì)逐個(gè)匹配不同source mac,并轉(zhuǎn)發(fā)到port2
  • 開始計(jì)時(shí)端考,并將上一步準(zhǔn)備好的message一次性發(fā)給交換機(jī)
  • 立即開始polling交換機(jī)的port1雅潭,直到在一秒的周期內(nèi)沒有dest mac為0000:ffff:ffff的報(bào)文再轉(zhuǎn)發(fā)出來揭厚,說明后加的4000條flow全部生效了
  • 立即再次計(jì)時(shí)
  • 4000條flow除以兩次計(jì)時(shí)之差再減去等待時(shí)間,即為每秒真正下發(fā)的流表數(shù)
  • 刪除所有流表扶供,并需要抓包驗(yàn)證真正刪除了
  • 多次重復(fù)上述步驟筛圆,取得平均值,即為最后 測試結(jié)果

腳本實(shí)現(xiàn)

  • 在OFTest中椿浓,一個(gè)class就是一個(gè)case太援,繼承自base_tests.SimpleDataPlane即可
class FlowAddRate(base_tests.SimpleDataPlane):
  • 在class內(nèi)部定義函數(shù)timekeeping,用來計(jì)算單次的流表下發(fā)速率
    def timekeeping(self,requests):
        detect_pkt = simple_tcp_packet(pktlen=100,eth_dst="00:00:ff:ff:ff:ff" )
        ignore_list = [(6,99)]
        start_time = time.time()
        for request in requests:    
            self.controller.message_send(request)
        while True:
           (rcv_port,rcv_pkt,pkt_time) = self.dataplane.poll_ignore_parts(port_number=self.out_port1,
           timeout=1,exp_pkt=str(detect_pkt),ignore_list=ignore_list)
           if rcv_pkt is not None:    #說明還有flow沒有生效扳碍,重新poll
               continue
           else:                      #在等待的1秒時(shí)間內(nèi)提岔,沒有報(bào)文再從port1轉(zhuǎn)發(fā)出來,說明4000條flow全部生效
               break
        end_time = time.time()
        return TEST_FLOW_NUM / (end_time - start_time-1)  #這里需要減去多等待的1秒
  • 定義函數(shù)rateVerify笋敞,用來提前組好4000個(gè)添加flow的報(bào)文碱蒙,存儲(chǔ)在一個(gè)list里,并調(diào)用timekeeping返回單次測試結(jié)果
    def rateVerify(self):
        requests = []
        for flow_num in range(1,TEST_FLOW_NUM+1):
            match = ofp.match([
                                ofp.oxm.in_port(ofp_port_ixia_mac_inc),
                                ofp.oxm.eth_src([0x00, 0x00, 0x00, 0x00,flow_num/256,flow_num%256])
              ])
            actions =  [ofp.action.output(self.out_port2)]
            request = ofp.message.flow_add(
                    table_id=test_param_get("table", 0),
                    match=match,
                    instructions=[
                        ofp.instruction.apply_actions(actions)],
                    buffer_id=ofp.OFP_NO_BUFFER,
                    priority=1000)
            requests.append(request)
        return self.timekeeping(requests)
  • 定義函數(shù)checkNoForward夯巷,用來清除流表后確認(rèn)指定端口沒有報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)出來赛惩,說明所有流表都被真正刪除了
    def checkNoForward(self,chk_port):  
        detect_pkt = simple_tcp_packet(pktlen=100,eth_dst="00:00:ff:ff:ff:ff" )
        ignore_list = [(6,99)]
        while True:
           (rcv_port,rcv_pkt,pkt_time) = self.dataplane.poll_ignore_parts(port_number=chk_port,
                                     timeout=1,exp_pkt=str(detect_pkt),ignore_list=ignore_list)
           if rcv_pkt  is not None:  
               continue
           else:
               return
  • 入口函數(shù)runTest中,可以設(shè)定測試次數(shù)test_time鞭莽,并把每次測試結(jié)果和最終平均速率寫到log中
    def runTest(self):
        self.out_port1, self.out_port2= openflow_ports(2)
        test_time = 10
        
        #test priority increase
        record = []
        for i in range(test_time):
            delete_all_flows(self.controller,timeout=20)
            self.checkNoForward(self.out_port2)   #確保沒有報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)出來
            self.checkNoForward(self.out_port1)
            match =  ofp.match([ofp.oxm.in_port(ofp_port_ixia_mac_inc), ])
            actions = [ofp.action.output(self.out_port1)]
            request = ofp.message.flow_add(
                         table_id=test_param_get("table", 0),
                         match=match,
                         instructions=[
                             ofp.instruction.apply_actions(actions)],
                         buffer_id=ofp.OFP_NO_BUFFER,
                         priority=0)
            self.controller.message_send(request) #添加priority=0的flow坊秸,將流量都轉(zhuǎn)發(fā)到port1
            (rcv_port,rcv_pkt,pkt_time)  = self.dataplane.poll(port_number=self.out_port1,exp_pkt=None)
            self.assertTrue(rcv_pkt  is not None,"Please keep transmitting source mac increase flow before test!")
            
            s=self.rateVerify()
            record.append(s)   #將每次測試結(jié)果存在列表中
             
        logging.info("~~~~~ veirfy priority fix~~~~~~~" )
        for s in record:
            logging.info("%f flows per second" % s)
        logging.info("!!!avarage=%f flows per second" % (sum(record)/test_time))
        logging.info("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~" )
  • 運(yùn)行腳本然后查看結(jié)果
centec@centec-28:~/workshop/oftest-new$ sudo ./oft -p 6653 -P remote -V 1.3 --test-dir tests-1.3-advance performance_validation.FLOW_ADD_RATE --log-file=flow_add_rate.txt
......
centec@centec-28:~/workshop/oftest-new$ more flow_add_rate.txt
17:43:34.908  root      : INFO    : ~~~~~ veirfy priority fix~~~~~~~
17:43:34.908  root      : INFO    : 1030.014116 flows per second
17:43:34.908  root      : INFO    : 973.554838 flows per second
17:43:34.909  root      : INFO    : 976.370872 flows per second
17:43:34.909  root      : INFO    : 1074.302799 flows per second
17:43:34.909  root      : INFO    : 1013.381452 flows per second
17:43:34.909  root      : INFO    : 1023.900947 flows per second
17:43:34.909  root      : INFO    : 1018.519737 flows per second
17:43:34.909  root      : INFO    : 957.920226 flows per second
17:43:34.910  root      : INFO    : 1025.500571 flows per second
17:43:34.910  root      : INFO    : 969.328993 flows per second
17:43:34.910  root      : INFO    : !!!avarage=1006.279455 flows per second
17:43:34.910  root      : INFO    : ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

擴(kuò)展

不同priority的排列

  • 上面舉例中,rateVerify中定義的所有流表的priority是固定的
  • 如果需要priority遞增:priority=flow_num
  • 如果需要priority遞減:priority=6000-flow_num
  • 如果需要priority隨機(jī):priority=flow_num ,然后將組好的request打亂順序 random.shuffle(requests)

刪除流表速率

  • 根據(jù)上面的思路澎怒,很容易設(shè)計(jì)出按照不同priority的順序(升序/降序/隨機(jī))刪除流表的測試速率的方法褒搔。

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