編者按：眾所周知，數(shù)據(jù)中心是目前網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)熱門(mén)領(lǐng)域。隨著云計(jì)算的興起與發(fā)展，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)提出更多的需求，也為學(xué)術(shù)研究提供了更多的課題。

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本篇博文將講述1）如何搭建fatree網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜?）如何在mininet中拓展iperfmulti功能。

眾所周知，數(shù)據(jù)中心是目前網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)熱門(mén)領(lǐng)域。隨著云計(jì)算的興起與發(fā)展，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)提出更多的需求，也為學(xué)術(shù)研究提供了更多的課題。TE（Traffic Engineering）是網(wǎng)絡(luò)研究中最基礎(chǔ)的研究之一，在TE中Load balance是比較主要的研究?jī)?nèi)容之一。 然而由于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的流量走勢(shì)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)有所不同。在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中上下行流量在總流量中占據(jù)很大比重，而相比之下，數(shù)據(jù)中心的流量分類(lèi)中，橫向流量的比重要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的比重。為了更好解決數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)流量問(wèn)題，數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的設(shè)計(jì)就變得非常重要，在眾多網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，F(xiàn)at-tree架構(gòu)是比較出名和成功的。

SDN興起于校園網(wǎng)，盛開(kāi)于數(shù)據(jù)中心，這是一種比較準(zhǔn)確的描述。目前SDN的研究領(lǐng)域內(nèi)，數(shù)據(jù)中心占據(jù)了一席之地。所以很多的研究者都試圖通過(guò)在控制器開(kāi)發(fā)應(yīng)用以及使用mininet模擬網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。博主最近也做了一個(gè)關(guān)于Fat-tree的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，碰到了許多問(wèn)題，深深覺(jué)得這一方面的知識(shí)在互聯(lián)網(wǎng)中還比較缺乏。特此記錄下來(lái)，分享出去，首先是作為自己的筆記，備忘，其次也給其他同樣研究這方面的同學(xué)一些幫助。我掉過(guò)的坑，我不愿意別人繼續(xù)掉。

科學(xué)的發(fā)展是需要許多人奠定基礎(chǔ)，才能逐步發(fā)展。而只有分享經(jīng)驗(yàn)，傳遞知識(shí)，才能讓后人能站在前人的基礎(chǔ)之上繼續(xù)前進(jìn)。重復(fù)勞動(dòng)力在一些基礎(chǔ)的無(wú)關(guān)緊要的環(huán)節(jié)，是整個(gè)社會(huì)資源的浪費(fèi)。特此感謝樂(lè)于分享的各種網(wǎng)絡(luò)中的老師，特別是為人十分和藹，溫和，良師益友@地球-某某老師。

Fattree topo

這個(gè)python文件最初的原型是參考了roan's Blog的博文SDN Lab 2$ Use Mininet create Fat Tree Topology中給出的代碼。并在次基礎(chǔ)上做了一些修改。在此感謝臺(tái)灣的小伙伴的分享。

在此基礎(chǔ)上我進(jìn)行了修改，可點(diǎn)擊fattree源碼獲取代碼。

Fattree特征

 Fattree中，K是一個(gè)很重要的參數(shù)。如K=8，則core節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為(K/2)^2,pod個(gè)數(shù)為K,每一個(gè)POD有K個(gè)交換機(jī)，每一個(gè)交換機(jī)有K個(gè)inter link（內(nèi)部鏈路）。aggregation層有K^2/2=64/2=32個(gè)交換機(jī)，同理 edge也是K^2/2=32個(gè)交換機(jī)。host可以是K/2個(gè)host，也可以任意指定。在我寫(xiě)的腳本中，K和host density都是可以設(shè)置的參數(shù)。

部分源碼：

class Fattree(Topo):

    logger.debug("Class Fattree")

    CoreSwitchList = []

    AggSwitchList = []

    EdgeSwitchList = []

    HostList = []

    def __init__(self, k, density):  # K 為fattree pod個(gè)數(shù)。 density是tor下的主機(jī)個(gè)數(shù)。

        logger.debug("Class Fattree init")

        self.pod = k 

        self.iCoreLayerSwitch = (k/2)**2

        self.iAggLayerSwitch = k*k/2

        self.iEdgeLayerSwitch = k*k/2

        self.density = density

        self.iHost = self.iEdgeLayerSwitch * density

        #Init Topo

        Topo.__init__(self)

    def createTopo(self):

        self.createCoreLayerSwitch(self.iCoreLayerSwitch)

        self.createAggLayerSwitch(self.iAggLayerSwitch)

        self.createEdgeLayerSwitch(self.iEdgeLayerSwitch)

        self.createHost(self.iHost)

    """

    Create Switch and Host

    """

    def _addSwitch(self, number, level, switch_list):

        for x in xrange(1, number+1):

            PREFIX = str(level) + "00"

            if x >= int(10):

                PREFIX = str(level) + "0"

            switch_list.append(self.addSwitch('s' + PREFIX + str(x)))

    def createCoreLayerSwitch(self, NUMBER):

        logger.debug("Create Core Layer")

        self._addSwitch(NUMBER, 1, self.CoreSwitchList)

    def createAggLayerSwitch(self, NUMBER):

        logger.debug("Create Agg Layer")

        self._addSwitch(NUMBER, 2, self.AggSwitchList)

    def createEdgeLayerSwitch(self, NUMBER):

        logger.debug("Create Edge Layer")

        self._addSwitch(NUMBER, 3, self.EdgeSwitchList)

    def createHost(self, NUMBER):

        logger.debug("Create Host")

        for x in xrange(1, NUMBER+1):

            PREFIX = "h00"

            if x >= int(10):

                PREFIX = "h0"

            elif x >= int(100):

                PREFIX = "h"

            self.HostList.append(self.addHost(PREFIX + str(x)))

    """

    Add Link   createLink函數(shù)用于創(chuàng)建links,修改了原始版本寫(xiě)死的代碼。

    """

    def createLink(self, bw_c2a=0.2, bw_a2e=0.1, bw_h3a=0.5):

        logger.debug("Add link Core to Agg.")

        end = self.pod/2

        for x in xrange(0, self.iAggLayerSwitch, end):

            for i in xrange(0, end):

                for j in xrange(0, end):

                    self.addLink(

                        self.CoreSwitchList[i*end+j],

                        self.AggSwitchList[x+i],

                        bw=bw_c2a)

        logger.debug("Add link Agg to Edge.")

        for x in xrange(0, self.iAggLayerSwitch, end):

            for i in xrange(0, end):

                for j in xrange(0, end):

                    self.addLink(

                        self.AggSwitchList[x+i], self.EdgeSwitchList[x+j],

                        bw=bw_a2e)

        logger.debug("Add link Edge to Host.")

        for x in xrange(0, self.iEdgeLayerSwitch):

            for i in xrange(0, self.density):

                self.addLink(

                    self.EdgeSwitchList[x],

                    self.HostList[self.density * x + i],

                    bw=bw_h3a)

    def set_ovs_protocol_13(self,):

        self._set_ovs_protocol_13(self.CoreSwitchList)

        self._set_ovs_protocol_13(self.AggSwitchList)

        self._set_ovs_protocol_13(self.EdgeSwitchList)

    def _set_ovs_protocol_13(self, sw_list):

            for sw in sw_list:

                cmd = "sudo ovs-vsctl set bridge %s protocols=OpenFlow13" % sw

                os.system(cmd)

def createTopo():

    logging.debug("LV1 Create Fattree")

    topo = Fattree(8, 4)

    topo.createTopo()

    topo.createLink(bw_c2a=0.2, bw_a2e=0.1, bw_h3a=0.05)

    logging.debug("LV1 Start Mininet")

    CONTROLLER_IP = "127.0.0.1"

    CONTROLLER_PORT = 6633

    net = Mininet(topo=topo, link=TCLink, controller=None, autoSetMacs=True,

                  autoStaticArp=True)

    net.addController(

        'controller', controller=RemoteController,

        ip=CONTROLLER_IP, port=CONTROLLER_PORT)

net.start()

Iperfmulti function

在mininet中拓展功能的文章可參考@趙偉辰的博客。

在mininet中增加新功能其實(shí)不難。主要分為3步：

 ■修改net.py增加函數(shù)實(shí)體；

 ■修改cli.py，增加對(duì)應(yīng)do_function函數(shù)，用于命令解析；

 ■修改mn函數(shù)，用于聲明命令。

net.py和cli.py均在mininet/mininet目錄，mn文件在在mininet/bin目錄中。

修改net.py

def iperf_single( self,hosts=None, udpBw='10M', period=5, 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***"

        serverNaNd( iperfArgs + '-s' + ' > /home/muzi/log/' + filename + '&')

        print "***start client***"

        clientNaNd(

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

            +' > /home/muzi/log/' + 'client' + filename +'&')

def iperfMulti(self, bw, period=5):

    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

    self.hosts[0]NaNd('ping -c10'+ self.hosts[-1].IP() + ' > /home/muzi/log/delay.out')

    sleep(period)

以上代碼完成iperfmulti函數(shù)實(shí)現(xiàn)：隨機(jī)選取SC對(duì)，并進(jìn)行iperf 打流。

修改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 \n' +

               'udpBw examples: 1M\n')

修改mn

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

# optional tests to run

TESTS = [ 'cli', 'build', 'pingall', 'pingpair', 'iperf', 'all', 'iperfudp',

          'none'，'iperfmulti' ]

ALTSPELLING = { 'pingall': 'pingAll',

                'pingpair': 'pingPair',

                'iperfudp': 'iperfUdp',

                'iperfUDP': 'iperfUdp',

                'iperfmulti': 'iperfmulti'}

重新安裝mininet

進(jìn)入mininet/util目錄，輸入以下命令重新編譯安裝mininet core:

./install.sh -n

重啟mininet，輸入iperf，可使用table補(bǔ)全iperfmulti，從而可使用iperfmulti進(jìn)行測(cè)試。

總結(jié)

在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，遇到了很多問(wèn)題，也學(xué)會(huì)了很多。學(xué)會(huì)了谷歌找資料，學(xué)會(huì)了給論文作者發(fā)郵件，也學(xué)會(huì)了如何協(xié)同工作。特別是協(xié)同工作這一點(diǎn)，以前寫(xiě)代碼，做實(shí)驗(yàn)都是自己來(lái)，沒(méi)有明確定義的接口，也更沒(méi)有分工合作，版本管理也是自己隨意定。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不僅學(xué)到了很多知識(shí)，更重要的是學(xué)會(huì)了和小伙伴北郵-張歌的相處，團(tuán)隊(duì)協(xié)作是一個(gè)非常重要的能力，我將在未來(lái)的日子里繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和提高這方面的能力。希望他的博客能慢慢寫(xiě)起來(lái)，以后一起做更多好玩有用的實(shí)驗(yàn)。

 轉(zhuǎn)載自：李呈博客

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