mininet/examples/cpu.py

   1 #!/usr/bin/python
   2
   3 """
   4 cpu.py: test iperf bandwidth for varying cpu limits
   5
   6 Since we are limiting the hosts (only), we should expect the iperf
   7 processes to be affected, as well as any system processing which is
   8 billed to the hosts.
   9
  10 We reserve >50% of cycles for system processing; we assume that
  11 this is enough for it not to affect results. Hosts are limited to
  12 40% of total cycles, which we assume is enough to make them CPU
  13 bound.
  14
  15 As CPU performance increases over time, we may have to reduce the
  16 overall CPU allocation so that the host processing is still CPU bound.
  17 This is perhaps an argument for specifying performance in a more
  18 system-independent manner.
  19
  20 It would also be nice to have a better handle on limiting packet
  21 processing cycles. It's not entirely clear to me how those are
  22 billed to user or system processes if we are using OVS with a kernel
  23 datapath. With a user datapath, they are easier to account for, but
  24 overall performance is usually lower.
  25
  26 Although the iperf client uses more CPU and should be CPU bound (?),
  27 we measure the received data at the server since the client transmit
  28 rate includes buffering.
  29 """
  30
  31 from mininet.net import Mininet
  32 from mininet.node import CPULimitedHost
  33 from mininet.topolib import TreeTopo
  34 from mininet.util import custom, waitListening, decode
  35 from mininet.log import setLogLevel, info
  36 from mininet.clean import cleanup
  37
  38 def bwtest( cpuLimits, period_us=100000, seconds=10 ):
  39     """Example/test of link and CPU bandwidth limits
  40        cpu: cpu limit as fraction of overall CPU time"""
  41
  42     topo = TreeTopo( depth=1, fanout=2 )
  43
  44     results = {}
  45
  46     for sched in 'rt', 'cfs':
  47         info( '*** Testing with', sched, 'bandwidth limiting\n' )
  48         for cpu in cpuLimits:
  49             # cpu is the cpu fraction for all hosts, so we divide
  50             # it across two hosts
  51             host = custom( CPULimitedHost, sched=sched,
  52                            period_us=period_us,
  53                            cpu=.5*cpu )
  54             try:
  55                 net = Mininet( topo=topo, host=host )
  56             # pylint: disable=bare-except
  57             except:
  58                 info( '*** Skipping scheduler %s and cleaning up\n' % sched )
  59                 cleanup()
  60                 break
  61             net.start()
  62             net.pingAll()
  63             hosts = [ net.getNodeByName( h ) for h in topo.hosts() ]
  64             client, server = hosts[ 0 ], hosts[ -1 ]
  65             info( '*** Starting iperf with %d%% of CPU allocated to hosts\n' %
  66                   ( 100.0 * cpu ) )
  67             # We measure at the server because it doesn't include
  68             # the client's buffer fill rate
  69             popen = server.popen( 'iperf -yc -s -p 5001' )
  70             waitListening( client, server, 5001 )
  71             # ignore empty result from waitListening/telnet
  72             popen.stdout.readline()
  73             client.cmd( 'iperf -yc -t %s -c %s' % ( seconds, server.IP() ) )
  74             result = decode( popen.stdout.readline() ).split( ',' )
  75             bps = float( result[ -1 ] )
  76             popen.terminate()
  77             net.stop()
  78             updated = results.get( sched, [] )
  79             updated += [ ( cpu, bps ) ]
  80             results[ sched ] = updated
  81
  82     return results
  83
  84
  85 def dump( results ):
  86     "Dump results"
  87
  88     fmt = '%s\t%s\t%s\n'
  89
  90     info( '\n' )
  91     info( fmt % ( 'sched', 'cpu', 'received bits/sec' ) )
  92
  93     for sched in sorted( results.keys() ):
  94         entries = results[ sched ]
  95         for cpu, bps in entries:
  96             pct = '%d%%' % ( cpu * 100 )
  97             mbps = '%.2e' % bps
  98             info( fmt % ( sched, pct, mbps ) )
  99
 100
 101 if __name__ == '__main__':
 102     setLogLevel( 'info' )
 103     # These are the limits for the hosts/iperfs - the
 104     # rest is for system processes
 105     limits = [ .5, .4, .3, .2, .1 ]
 106     out = bwtest( limits )
 107     dump( out )