编者按：在网络性能评估中一个巨大的挑战就是如何生成真实的网络流量，还好可以通过程序来创造人工的网络流量，通过建立测试环境来模拟真实的状况。本文就以数据中心网络为目标场景，来在mininet仿真环境中尽可能地还原数据中心内部的真实流量情况。目前有两种常用的流量模型:

• 随机模型：主机向在网络中的另一任意主机以等概率发送数据包
• 概率模型：在网络中，编号为m的主机分别以概率Pt 、Pa 、Pc 、向主机编号为(m+i)、(m+j)、(m+k)的主机发送数据包

data center two model in mininet realized

我们使用mininet中的iperf工具在网络中生成UDP流量，iperf客户端传送数据流到iperf的服务端，由服务端接收并记录相关信 息。mininet自带控制台可供使用的命令虽然已经比较丰富，但却并未给出较为明确的API接口来支持用户自定义命令。在诸如数据中心这样复杂、网络节 点较多的仿真环境中做一些批处理的工作就需要非常大的，比如通过iperf在所有主机之间发生流量。所以我们需要将自定义命令添加到mininet中，在 mininet中完成新命令的拓展。

一、 mininet功能拓展

在mininet中进行功能拓展主要分为3步:
1. 修改mininet/net.py: net模块实现Mininet类，是仿真平台mininet的主体类，该类完成节点添加配置、网络基本功能和一些选项功能的实现。我们需要将我们自定义的函数定义在该类中。

1. classMininet(object):
deffunction(self,**kwargs):
#functioncode

2. 修改mininet/cli.py: cli模块定义了CLI类，为米你呢他提供命令行接口，用于解析用户输入的命令，之前定义的自定义命令需要在CLI类中通过注册函数注册这条自定义命令。

1. classCLI(Cmd):
defdo_function(self,line):
#do_function code

完成命令注册与绑定。

3. 修改bin/mn: 在完成命令注册与绑定后，需要在mininet执行解释器中注册命令与对应执行函数的映射关系。

1. ALTSPELLING={'pingall':'pingAll',
'pingpair':'pingPair',
'iperfudp':'iperfUdp',
'function':'function'}

net.py和cli.py均在mininet/mininet目录，mn文件在在mininet/bin目录中。在代码修改完成后需要重新编译安装一遍mininet，即运行：

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

二、 两种流量模型在mininet中的实现

2.1 随机模型

任意一台主机以等概率随机地向另外一台主机发起一条UDP数据流。

修改mininet/net.py

首先，先在两个主机之间进行iperf测试，并且在server端记录，实现iperf_single函数：

1. defiperf_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"""
       ifnothosts:
           return
       else:
           assertlen(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+'&')


着为mininet添加自定义命令iperfmulti，依次为每一台主机随机选择另一台主机作为iperf的服务器端，通过调用 iperf_single,自身以客户端身份按照指定参数发送UDP流，服务器生成的报告以重定向的方式输出到文件中，使用iperfmulti命令，主 机随机地向另一台主机发起一条恒定带宽的UDP数据流。

1. defiperfMulti(self,bw,period=60):
    base_port=5001
    server_list=[]
    client_list=[hforhinself.hosts]
    host_list=[]
    host_list=[hforhinself.hosts]
 
    cli_outs=[]
    ser_outs=[]
 
    _len=len(host_list)
   foriinxrange(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

1. defdo_iperfmulti(self,line):
   """Multi iperf UDP test between nodes"""
    args=line.split()
   iflen(args)==1:
        udpBw=args[0]
       self.mn.iperfMulti(udpBw)
   eliflen(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目录下修改mn文件，将iperfpb加入到对应的列表中。

1. ALTSPELLING={'pingall':'pingAll',
           'pingpair':'pingPair',
           'iperfudp':'iperfUdp',
           'iperfUDP':'iperfUdp',
           'iperfpb':'iperfPb'}


最后，进入mininet/util目录，重新编译安装mininet

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

重启mininet，输入iperf，可用table补全iperfpb，从而可使用iperfpb进行流量随机模型的测试。

2.2 概率模型

为mininet添加自定义命令iperfpb，依次为每一台主机（编号为m）分别以概率Pt 、Pa 、Pc 向主机编号为(m+i)、(m+j)、(m+k)的主机发送数据包，通过调用iperf_single,自身以客户端身份按照指定参数发送UDP流，服务 器生成的报告以重定向的方式输出到文件中，使用iperfpb命令，主机按概率向其他被选择的主机发起一条恒定带宽的UDP数据流。

概率选择函数

为完成以一定概率选择主机，我们需要实现一个概率选择函数randompick，这个函数可用于以不同的概率从一个列表中随机地选择一些元素。下面为randompick的实现过程：

1. defrandom_pick(self,_list,probabilities): 
    x=random.uniform(0,1) 
    p=None
    cumulative_probability=0.0 
   foritem,item_probabilityinzip(_list,probabilities): 
        cumulative_probability+=item_probability
        p=item
       ifx<cumulative_probability:break
   returnp


修改mininet/net.py

1. base_port=5001
2. server_list=[]
3. client_list=[]
4. client_list=[hforhinself.hosts]
5. cli_outs=[]
6. ser_outs=[]
7. host_list=[]
8. host_list=[hforhinself.hosts]
9. pc=1-pt-pa
10. p_list=[pt,pa,pc]
11. _len=len(self.hosts)
12. forkeyinxrange(_len):
13. client=host_list[key]
14. access_host=[host_list[(key+i)%_len],host_list[(key+j)%_len],host_list[(key+k)%_len]]
15. server=self.random_pick(access_host,p_list)
16. server_list.append(server)
17. self.iperf_single(hosts=[client,server],udpBw=bw,port=base_port)
18. sleep(.05)
19. sleep(period)
20. print"test has done"

修改mininet/cli.py

1. defdo_iperfpb(self,line):
"""Multi iperf UDP test with probablity"""
2. args=line.split()
3. iflen(args)==1:
4. udpBw=args[0]
5. self.mn.iperfMulti(udpBw)
6. eliflen(args)==2:
7. udpBw=args[0]
8. period=args[1]
9. err=False
10. self.mn.iperfPb(udpBw,float(period))
11. else:
12. error('invalid number of args: iperfmulti udpBw period\n'+
13. 'udpBw examples: 1M 120\n')

修改bin/mn

在mininet/bin目录下修改mn文件，将iperfpb加入到对应的列表中。

1. ALTSPELLING={'pingall':'pingAll',
2. 'pingpair':'pingPair',
3. 'iperfudp':'iperfUdp',
4. 'iperfUDP':'iperfUdp',

最后，进入mininet/util目录，重新编译安装mininet：

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

重启mininet，输入iperf，可用table补全iperfpb，从而可使用iperfpb进行流量的概率模型的测试。

原文发布时间：2015-04-30

本文来自云栖合作伙伴“linux中国”