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                SDN理论分享(十三):SDN丈量的研讨实验

                2016-02-21 20:47泉源:SDNlab
                导读:该篇文章系SDN理论微信群构造的线上技能分享整理而成,这回由上海交通大学在读博士生张鹏飞给我们带来关于SDN丈量的研讨实验的分享.

                该篇文章系SDN实战团微信群构造的线上技能分享整理而成,本次由上海交通大学在读博士生张鹏飞给我们带来关于SDN丈量的研讨实验的分享。

                高朋引见
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                SDN理论分享(十三):SDN丈量的研讨实验
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                张鹏飞,上海交通大学博士在读,来自OMNILab。次要研讨偏向:云盘算情况的网络丈量及优化。2011年起打仗OpenStack,2013-2014年于思科硅谷OpenStack Research Team练习一年,时期任务在2014 OpenStack Summit上停止了展现。
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                【分享注释】列位长辈,大神好!我是张鹏飞,如今上海交大博士生在读,来自OMNILab。我的次要研讨兴味是SDN 网络丈量和剖析,明天厚着脸皮分享下我们在SDN丈量方面的一些任务,盼望可以失掉各人的反应意见,最好是批判。由于和业界打仗没有那么多,假如分享的Idea有不实在际的中央,恳请各人指出来,谢谢!

                网络丈量方面,实在无论是SDN照旧传统网络,都有许多成熟的任务和Solution,我们分享的任务的动身点,是探究在纯OpenFlow的条件下可否完成网络承载使用的功能丈量,以是第一个要害词是SDN,第二个要害词是业务功能。我这里先整理了一些传统的网络丈量办法和东西,根本可以用上面的图做一个分类:
                SDN理论分享(十三):SDN丈量的研讨实验
                丈量目的:诊断、功能
                丈量工具:网络形态、网络流量(报文)
                丈量办法:主动、自动

                比方Ping大抵可以当作因此诊断为目的,网络形态为工具的自动丈量,etc。固然这个图里没有放进一切的已有丈量办法,只是一个大抵的分类。并且容易了解,全衔接的话实在是2*2*2=8条道路,图中不方便都画出来,只是举了几个例子。

                在SDN里,特殊是OpenFlow里,曾经默许有的网络丈量的信息包罗:网络拓扑,链路形态等,而假如需求丈量差别使用的网络流量和网络功能,则需求额定的高兴。固然,许多厂商在网络丈量方面曾经有成熟的处理方案,我们这里的思绪次要是探究在只用OpenFlow根本协议的状况下有没有能够对网络中业务的时延、丢包等功能停止丈量。

                这里我们有两个任务在停止,一个是用于诊断的“Netography”,另一个是次要存眷使用的网络流量和功能的“ScoutFlow”,此中前者会在NOMS2016上展现,后者正在停止。这两个任务假如放在后面的Roadmap中,约莫是上面如许的:
                SDN理论分享(十三):SDN丈量的研讨实验
                先讲下Netography这个诊断丈量的任务。Netography这个任务次要是我们Lab的宇粟同窗完成的,假如有细节上的题目也可以找他聊。

                实在之前有许多的研讨会合在了流表项设置装备摆设抵触或许是链路毛病的剖析了,我们这个任务思索的是丈量流表实践实行中后果,即报文过某个交流机的前后的实践变革以及此中所婚配的流表项。办法是自动丈量,发送带有特定tag的探针报文,交流机上多设置装备摆设一个流表,用于处置探针包,使得探针报文可以在正常转发的同时复制一份前往给我们的搜集器。经过逐跳比拟探针报文,到达诊断的目标。根本上可以说是SDN中的Traceroute。大抵的诊断流程可以看下图:
                SDN理论分享(十三):SDN丈量的研讨实验
                详细的交流机流表设置装备摆设细节这里就不赘述了,有兴味的转头我们可以提供宣布的原文,大抵思绪是应用多流表,把带有特定tag(比方VLAN,固然运用了VLAN的网络可以用其他的比方MPLS)的探针包copy一份出来转发,同时需求在正常转发的流表中加上一个Action,把match的ruleID写到包头对应的标记位上。

                如许的traceroute,次要可以用于处理上面的诊断题目:
                1. 可达性,可以晓得报文在哪一跳之后出了题目
                2. 拥塞:经过两个报文之间的工夫距离可以大抵知晓链路拥塞状况
                3. 流表抵触:可以看到实践婚配的是哪个流表项,用于诊断流表规矩的题目

                别的一个任务ScoutFlow,如今我们还在做,这里分享出来一些思绪,抛砖引玉,盼望听听大神们的见解。

                先讲故事:我们的云情况是用OpenStack搭建,然后就发明在下面跑假造集群的时分,并不克不及经过Ceilometer晓得实践集群中VM-VM的网络通讯形态,由于Ceilometer的信息里只要每个VM的收支流量。以是我13年在美国思科练习的时分写了一个CeilometerAgent,经过拿OVS的DB数据失掉VM-VM的Flow随工夫变革的流量信息。经过这个实践上就失掉了集群内的流量矩阵,经过复杂的可视化,可以看到假造集群的通讯pattern和形态。这局部任务在2014年的OepnStackSummit(Atlanta)分享了。

                比方上面这个图里,外圈都是VM的ID,每条线代表的一个VM-VM的Flow,实在应该是双向各一条,为了可视化方便兼并了。颜色粗细什么的可以依据流量做区分,像这个图就比拟清晰是一对多的通讯,实践上这是一个Hadoop集群的某临时刻的流量。
                SDN理论分享(十三):SDN丈量的研讨实验
                下面的任务是端到真个网络流量丈量,没有触及到SDN,也没有实践网络链路上的形态。以是我们做了ScoutFlow,应用OpenFlow流表,把一些特定的flow从交流机上Mirror出来,经过比照失掉这条流在某个链路或许path上的丢包和时延,大抵思绪如下图,蓝色是下发的flow mirror 流表项,白色是Mirror出来的Packet trace:
                SDN理论分享(十三):SDN丈量的研讨实验
                这个任务的目标是两局部,第一可以用于丈量网络中的一些要害流量的逐跳功能,第二可以联合后面的OVS 端到端丈量,拿到全网的各链路上的功能预算(详细办法是典范的Tomography题目,实质上便是解方程组,不外有些tricky的中央)。

                这里比拟大的一个应战是Mirror出来的packet trace数据量会比拟大,我们是用上面的一套框架停止数据的及时和准及时处置:
                SDN理论分享(十三):SDN丈量的研讨实验
                上图中的组件我们实践摆设时都是用的开源的,Data Bus 用的Kafka,Online Parsing是用Storm,这是最次要的局部,用于处置mirror出来的packet trace并盘算业务的逐跳耽误和丢包,之后的后果和前期的剖析放到Hadoop上。另有一些紧缩之后的数据,为了方便处置我用R来做的(次要是绘图美观 - -)。

                Q&A

                Q1:时延和颤动你都没测 拿iperf和ping测功能??? seriouslyLatency analysis呢?
                A1:Latency的取得是经过mirror的报文工夫差拿到的,不是用iperf和ping

                Q2:大神,怎样测端到端时延?
                A2:应用Flow Mirror丈量的时延是逐跳的,不是端到真个,假如测端到端时延,的确要思索rtt和同步的题目

                Q3:叨教你设置的功能目标是什么
                A3:我们次要丈量网络中某个业务的流的逐跳的耽误和丢包

                Q4:下面图中的disitribute storage,你指什么?
                A4:Distribute Storage是HDFS

                Q5:你以为拥塞,普通会发作在转发设置装备摆设端口照旧会发作在链路上,这个有诊断办法吗?
                A5:拥塞我以为次要是发作在转发轫口上(在普通状况下),许多研讨任务里的链路拥塞实践上可以当作一种笼统描绘。

                Q6:下面图外面的feadback怎样了解?
                A6:一方面,是经过端到真个丈量寻觅网络中的毛病点,然后去挪用ScoutFlow中的API来Mirror我们关怀的流。另一方面,Feedback control是我们下一步的计划,次要是思索拥塞控制和workload调理。

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