1 实验目的

• 掌握Iperf在Linux环境下的安装和常用命令行参数的含义
• 熟悉Iperf应用实例
• 掌握SDN网络中使用Iperf测试网络带宽等

2 实验原理

网络性能测试主要是监测网络带宽的使用率，将网络带宽利用最大化是保证网络性能的基础，但是由于网络设计不合理、网络存在安全漏洞等原因，都会导致网络带宽利用率不高。要找到网络带宽利用率不高的原因，就需要对网络传输进行监控，此时就需要用到一些网络性能测试工具，而Iperf就是这样一款网络带宽测试工具。

3 实验任务

本实验在SDN网络环境中，使用Iperf测试数据层面两台相互通信的虚拟机之间的TCP和UDP带宽质量，提供网络延迟抖动、数据包丢失率等统计信息。

本实验基于两台虚拟机VM1、VM2（分别安装了OpenDaylight Helium版本和Mininet）进行模拟。在两台虚拟机建立通信以后，测试TCP吞吐量、UDP丢包和延迟。最后将视线转移到SDN上来，在Mininet中建立简单拓扑，使用Iperf测试TCP吞吐量。实验环境拓扑如下：

4 实验步骤

4.1 搭建环境

步骤1：创建虚网,在首页单击“创建虚网”，本次实验虚网名为“Slice5”，虚网名只能包括数字、字母和下划线。

2 单击“下一步”，选择网络拓扑，再单击“下一步”，确认虚网清单。

3 单击“创建”，成功创建虚网。

步骤2：添加控制器

1 单击虚网名（这里是“Slice5”），进入“虚网详情”页。

2 单击“控制器”部分的“”按钮，请根据实际情况选择控制器。由于启动虚网必须要创建一个控制器，此处的控制器选择不影响实验结果。

3 单击“下一步”，选择控制器的配置。

4 单击“创建”，控制器添加成功。

步骤3：添加网关

1 单击“网关”部分的按钮，添加网关。

步骤4：创建两台虚拟机，这里取名为mininet和odl。

1 单击“虚拟机”部分的“”，创建虚拟机。

2 单击“下一步”，选择镜像，这里选择“mininet-OF13”。

3 单击“下一步”，选择配置。

4 单击“下一步”，填写基本信息。

5 单击“创建”，名为mininet的虚拟机创建成功。

6 按照创建名为mininet的虚拟机的方式再创建一台虚拟机。这里取名为“odl”，镜像选择odl_he（OpenDaylight氦版本），为保证正常运行，内存至少选择2G。注意：CPU最好选择2核或4核，方便后面的多线程测试。而我在这一步的时候选择了1核CPU，前期的实验并不影响，后期在多线程测试的时候我将再创建一个2核的虚拟机进行实验，所以为了避免麻烦，请大家在选择CPU内核的时候选2核或4核。

步骤5：启动虚网、网关和虚拟机

1 单击页面右上角的“”按钮，启动虚网，虚网启动成功后，控制器也会启动成功。

2 单击“网关”部分的“”按钮，启动网关。

3 选择“虚拟机”部分创建好的两台虚拟机，单击“”按钮启动。

全部启动好的状态如下：

4.2 确保虚拟机间能相互通信

步骤1：修改名为odl的虚拟机的IP。

1 由于名为odl的虚拟机创建的时候，选择的是控制器镜像，生成的IP可能与名为mininet的虚拟机是不同网段的，所以要对虚拟机odl的IP进行修改：选择虚拟机odl，单击“”远程登录虚拟机。

2 根据之前设置的用户名/密码登录，这里是root/123。

3 编辑/etc/network/interfaces文件，将静态IP注释掉，修改成DHCP模式，修改以后如下：

步骤2：重启虚拟机，验证通信正常。

1 修改成功后，reboot重启虚拟机。重启后，两虚拟机的IP就在同一网段了，能够互相通信。验证结果如下：
虚拟机odl的IP：

虚拟机mininet的IP：

两台虚拟机能够互相通信：

4.3 测试单线程TCP吞吐量

步骤1：通过Iperf测试网络带宽利用率

1 分别在虚拟机odl和虚拟机mininet安装Iperf，安装命令

2 将虚拟机mininet作为服务器端，虚拟机odl作为客户端，进行带宽测试，测试结果如下：

可以看到Iperf默认的运行时间在10秒左右，网卡的带宽速率933Kbits/sec。

步骤2：添加“-t”和“-i”参数后的Iperf输出

Iperf提供很多参数，可以多角度、全方位地测试网络带宽利用率，例如，要改变Iperf运行的时间和输出频率，可以通过“-t”和“-i”参数来实现，如下图所示：

可以看到传输时间为30秒，输出频率为5秒的结果。带宽仍然保存在934Kbits/sec左右。

步骤3：Iperf客户端通过“-n”参数指定要传输的数据量

为了模拟大量的数据传输，也可以指定要发送的数据量，这可以通过“-n”参数来实现。在指定“-n”参数后，“-t”参数失效，Iperf在传输完毕指定大小的数据包后，自动结束，实验结果如下图所示：

4.4测试多线程TCP吞吐量

步骤1：创建虚拟机odl2

1 在上面搭建环境的时候有提到在进行多线程测试的时候，需要多核CPU才能看出实验效果，如果你在配置虚拟机odl的时候就是选择的多核CPU，那么跳过步骤1，进入步骤2。

2 登录odl2，修改静态IP为DHCP模式，reboot重启虚拟机，安装Iperf（具体步骤同上）。

3 测试单线程TCP吞吐量，结果如下：

步骤2：测试多线程吞吐量，这里线程数设置为2，实验结果如下：

由步骤1的3和步骤2对比来看，传输相同的1000M数据，多线程下消耗了35秒左右，单线程下消耗了24秒左右，由此可知，采用多线程不会提高程序的执行速度，反而会降低速度，但是对于用户来说，可以减少用户的响应时间。而多线程的传输速率为480Mbits/sec左右，高于单线程的350Mbits/sec左右，从这个结果看，多线程对网络传输性能提高不小。

4.5测试UDP丢包和延迟

Iperf也可以用于UDP数据包吞吐量、丢包率和延迟指标，但是由于UDP协议是一个非面向连接的轻量级传输协议，并且不提供可靠的数据传输服务，因此，对UDP应用的关注点不是传输数据有多快，而是它的丢包率和延时指标。通过Iperf的“-u”参数即可测试UDP应用的传输性能，这里测试Iperf客户端传输100M的UDP数据包的输出结果：

这个输出结果过于简单，要了解更详细的UDP丢包和延时信息，可以在Iperf服务端查看，因为在客户端执行传输测试的同时，服务端也会同时显示传输状态，如下图所示：

图中，“Jitter”列表示抖动时间，也称为传输延迟，“Lost/Total Datagrams”列表示丢失的数据包和数据包数量，0.04%是平均丢包率。

4.6在Mininet中使用Iperf功能

步骤1：创建拓扑

1 在虚拟机mininet中创建拓扑，命令：

2 pingall验证连通正常。

步骤2：测试拓扑中主机间的带宽情况

1 在一台host上跑Iperf服务器，另一台host上跑Iperf客户端，查看带宽情况。

5 实验结论

本实验主要是通过实验平台，熟悉了网络性能测试工具Iperf的常用命令，根据实验测试SDN网络的性能。且在Mininet中，也能够通过实验Iperf命令查看拓扑中主机间通信的网络带宽。