软件定义网络的数据可视化与负载均衡实验

### 软件定义网络的数据可视化与负载均衡实验 在当今的网络环境中，软件定义网络（SDN）的应用越来越广泛。本文将详细介绍一个关于软件定义网络的数据可视化与负载均衡的实验，包括实验步骤、遇到的问题及解决方法，以及如何生成相关的分析图表。 #### 1. 流量生成与结果过滤 在实验中，我们首先需要生成流量并记录相关事件。以下是具体的操作步骤： - **定义服务器与客户端**： - 停止Host - 3服务器，在h8控制台输入命令 `iperf -s -p 6653 -i 1 > result - H8`，将IP地址为10.0.0.8的Host - 8定义为服务器，“result - H8”用于存储Host - 1和Host - 8之间发生的事件。 - 在h1控制台输入命令 `iperf -c 10.0.0.8 -p 6653 -t 100`，在客户端10.0.0.1生成流量，服务器监听端口为6653，时间为100秒。 - **结果过滤**： - 使用以下命令过滤结果： - `cat result - H3 | head - 106 | grep sec | awk '{print $3,$5}' > output_H1 - H3`，过滤结果存储在“output_H1 - H3”文件中。 - `cat result - H8 | head - 106 | grep sec | awk '{print $3,$5}' > output_H1 - H8`，过滤结果存储在“output_H1 - H8”文件中。 - 可以使用 `more output_H1 - H3` 或 `more output_H1 - H8` 命令检查过滤结果。 #### 2. 负载均衡的实现 负载均衡是本次实验的重要环节，具体步骤如下： 1. **启动Floodlight控制器**：从Floodlight文件夹运行Floodlight控制器，确保控制器从所有启用端口发送LLDP数据包，避免丢包。 2. **创建拓扑并检查连通性**：执行命令 `sudo mn --custom topology.py --topo mytopo --controller = remote,ip = 127.0.0.1,port = 653`，使用 `Pingall` 命令检查所有主机之间的连通性，确保网络无丢包。 3. **定义客户端和服务器**：执行 `xterm h1 h1`，在第一个h1控制台输入 `ping 10.0.0.3`，第二个h1控制台输入 `ping 10.0.0.8`，验证Host - 1与Host - 3和Host - 8的通信。 4. **寻找最佳路径**： - 使用Wireshark工具，选择switch - 1以太网端口s1 - eth3开始捕获，过滤IP地址为10.0.0.3和10.0.0.8的数据包，发现该路径不是最佳路径。 - 选择switch - 1以太网端口s1 - eth4开始捕获，过滤相同IP地址的数据包，发现该路径可进行Host - 1与Host - 3和Host - 8的通信，确定为当前最佳路径。 5. **制造网络拥塞**：在第二个h1控制台停止对Host - 8的ping操作，仅让Host - 1ping Host - 3以制造拥塞。 6. **执行负载均衡**： - 使用Dijkstra算法执行负载均衡，执行命令 `python loadbalancing.py`。 - 为脚本提供输入参数，源主机为Host - 1（输入参数为1），目标主机为Host - 8（输入参数为8）。 - 负载均衡脚本更新Floodlight控制器的REST API，控制器将最佳路径信息传达给数据平面的交换机，实现数据包在多条路径上的负载均衡。 7. **更新统计信息**：多次运行负载均衡脚本以启用统计信息，一段时间后更新传输速率，将最佳路径和流静态推送到交换机。可以通过执行REST GET请求 `http://127.0.0.1:8080/wm/core/switch/all/flow/json` 检查网络流。 8. **验证最佳路径**： - 在第二个h1控制台恢复对Host - 8的ping操作。 - 在Wireshark中监控switch - 1以太网端口s1 - eth4，过滤IP地址为10.0.0.3和10.0.0.8的数据包，确定Host - 1 -> Host - 3的最佳路径。 - 监控多个交换机端口（s1 - eth3、s21 - eth1等），过滤相同IP地址的数据包，确定Host - 1 -> Host - 8的最佳路径，验证负载均衡的有效性。 9. **再次定义客户端和服务器并生成流量**： - 执行 `xterm h1 h3 h8` 打开三个控制台，使用 `ifconfig` 检查配置信息。 - 在h3控制台输入 `iperf -s -p 6653 -i 1 > result2 - H3`，将Host - 3定义为服务器；在h1控制台输入 `iperf -c 10.0.0.3 -p 6653 -t 100` 生成流量。 - 停止Host - 3服务器，在h8控制台输入 `iperf -s -p 6653 -i 1 > result2 - H8`，将Host - 8定义为服务器；在h1控制台输入 `iperf -c 10.0.0.8 -p 6653 -t 100` 生成流量。 10. **再次过滤结果**： - 使用以下命令过滤结果： - `cat result2 - H3 | head - 106 | grep sec | awk '{print $3,$5}' > output2_H1 - H3` - `cat result2 - H8 | head - 106 | grep sec | awk '{print $3,$5}'