ONOS的集群实验

任务目的

1、了解ONOS集群实现原理、设计特性和意义。
2、掌握安装、部署ONOS集群的方法，能够独立解决实验过程中遇到的问题。

任务环境

设备名称	软件环境（镜像）	硬件环境
控制器	Ubuntu 14.04桌面版 ONOS 1.7.1	CPU：2核 内存：4G 磁盘：30G
主机	Ubuntu 14.04桌面版 Mininet 2.2.0	CPU：1核 内存：2G 磁盘：20G

注：系统默认的账户为root/root@openlab，openlab/user@openlab。

任务内容

1、安装配置ONOS集群环境。
2、使用Mininet环境模拟工具验证ONOS集群环境。

实验原理

ONOS支持集群模式，控制器之间彼此分享各自的运行状态，当底层OpenFlow交换机连接多个控制器时，由交换机确定主备控制器，这对于容错和高可用性是非常有用的。
通常，一套ONOS集群会包含多个ONOS实例（或节点），每个节点拥有一个唯一的NodeID，每一个节点都可以感知网络的一部分状态，本地的状态分段由节点管理，在集群中以事件传播。事件被Store生成，它们通过分布式储存与集群中的所有节点共享。
除了分发数据，ONOS集群还要负责以下的任务：

• 检测和处理集群节点的加入和离开（由Cluster Subsystem管理）
• 为每一个设备提供一个主控制器
  ONOS集群协调的一个重要工具便是Store，Store生成事件，事件被分布式储存持久化，在集群中共享。
  根据具体服务的需求，储存的内容可以有不同的特征，如强一致性或最终一致性，这使得每个服务的储存根据需求采用合适的分布机制。
  目前ONOS主控部分采用Hazelcast以达到强一致性，而Device、Link等部分的管理使用乐观的复制技术辅以gossip协议以确保最终一致性。
  如果两个不同节点上的子系统是相同的，子系统将会直接通过Store与另一个进行同步。但是同步的只是一部分的状态，如，对于DeviceStore，它只知道设备的状态而不了解其他无关的信息。目前除了拓扑管理这部分，其他所有服务都要访问分布式储存。
  下图展示了两个子系统间的同步：
  
  设备可以自由地连接到一个或多个集群中的节点，node可以有以下几种角色：
• NONE：这意味着node并不了解该设备，或仅仅是无法与其交互
• STANDBY：此时node已经有对设备的认识，并可以读取其状态，但无法管理、控制该设备
• MASTER：此时node认识设备并对其有完全的控制权

实验步骤

一、配置ONOS集群

说明：本实验中控制器1的IP地址为192.168.1.3，控制器2的IP地址为192.168.1.4。

步骤1 由于本次实验使用已经安装好的ONOS的镜像，在实验之前需要把后台启动的进程切换为前台启动。登录控制器1，执行以下命令：

$ su root
# ps -ef|grep karaf
$ kill -9 进程号

步骤2 打开ONOS控制器，执行以下命令：

$ source /etc/profile
$ karaf clean

步骤3 查看端口号6633是否处于监听状态，确保进程启动成功，如下图所示。

控制器2按照上述方法进行同样的设置。

步骤4 在控制器1中设置ONOS集群,集群控制器IP地址分别为192.168.1.3/192.168.1.4。

$ cd onos-1.7.1/bin
$ sudo ./onos-form-cluster 192.168.1.3 192.168.1.4

步骤5 登录ONOS Web页面查看集群显示情况，Web地址为http://127.0.0.1:8181/onos/ui/index.html ，账号为：onos/rocks，如下图所示。

三、集群环境验证

步骤1 Mininet连接集群环境。登录Mininet实验机器，构建实验topo连接控制器1，模拟4个主机和4个交换机。执行以下命令：

$ sudo mn --switch=ovsk --controller=remote,ip=192.168.1.3,port=6633 --topo=linear,4 --mac

步骤2 打开新的命令窗口，设置交换机连接两台控制器。执行以下命令：

$ sudo ovs-vsctl set-controller s1 tcp:192.168.1.3:6633 tcp:192.168.1.4:6633
$ sudo ovs-vsctl set-controller s2 tcp:192.168.1.3:6633 tcp:192.168.1.4:6633
$ sudo ovs-vsctl set-controller s3 tcp:192.168.1.3:6633 tcp:192.168.1.4:6633

步骤3 登录ONOS控制器界面查看已经连接到的交换机情况，如下图所示。

由上图可知，可知目前所有交换机都是连接在控制器1上，没有交换机连接到控制器2上。

步骤4 登录控制器1，在ONOS控制台执行以下命令平衡交换机比例。

$ balance-masters
$ masters

步骤5 再次查看ONOS Web界面的集群情况，如下图所示。

可以看出此时两台控制器分别控制两台交换机，主备情况可以用命令roles查看：

步骤6 Mininet中主机可以成功ping通，如下图所示。