RFC2544以太網(wǎng)性能測試說明

RFC2544性能測試說明RFC2544測試吞吐量吞吐量是衡量一款設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包能力的測試。這個數(shù)據(jù)是衡量一款防火墻或者路由交換設(shè)備的最重要的指標。測試吞吐量首先根據(jù)標稱性能確定被測試設(shè)備的可能吞吐量大小，這樣來決定我們測試一款設(shè)備所需要的測試儀端口數(shù)量。如果一塊設(shè)備標稱性能達到8Gbps,那么通常我們需要8個ioooMbps的測試儀端口來測試。吞吐量的測試通常會選用測試儀所對應(yīng)的RFC測試套件進行測試。測試的數(shù)據(jù)包長包括64Bytes，i28Bytes，256Bytes，5i2Bytes，i024Bytes，i24oBytes，i5i8Bytes?；蛘呤褂锰囟òL或者混合包長（IMIX）進行測試。IMIX流量通常是指用幾種數(shù)據(jù)包混合流量來測試防火墻的吞吐量。我們測試用的比例為64Bytes*58%+570Bytes*34%+i5i8Bytes*8%，也就是7：4：1。如果需要測試VPN的吞吐量，不能使用1518Bytes，因為會分片，一般改用1400字節(jié)測試。吞吐量一般采用UDP數(shù)據(jù)包進行測試。測試通常采用雙向各一條流或者多條流的方式測試。測試流量通常是Av->B,C<->D雙向?qū)Υ虻牧髁?。使用單向流量測試的情況比較少見。測試儀通常都會采用二分迭代法進行測試。比如測試儀會首先使用100%的流量發(fā)包（1sttrial），如果發(fā)現(xiàn)丟包，則會采用5。％（（100%+0）/2）的流量進行測試（2ndtrial），如果發(fā)現(xiàn)沒有丟包，會采用75%（（5。％+100%）/2）的流量進行測試（3rdtrial）。通過這種二分迭代的測試最終測試出設(shè)備的最大吞吐量數(shù)據(jù)。我們內(nèi)部測試的時候每一個trial的時間設(shè)置為30秒，每個包長通常會進行8個trial的測試（取決于測試儀設(shè)置的精確度）。由于測試儀會嚴格判斷是否有丟包，即使有一個包沒有收到，都會用二分法往下降。但是這個丟包可能不是設(shè)備（網(wǎng)線質(zhì)量,中間的交換機或者其他原因）造成。因此對于這種情況，測試儀都會有一個losstolerance的設(shè)定，通過設(shè)定一個恰當(dāng)?shù)臄?shù)值來避免其它原因造成丟包對測試結(jié)果的影響。在進行對一款設(shè)備的吞吐性能測試時，通常會紀錄一組從64Bytes到1518Bytes的測試數(shù)據(jù)，每一個測試結(jié)果均有相對應(yīng)的pps數(shù)。64Bytes的pps數(shù)最大，基本上可以反映出設(shè)備處理數(shù)據(jù)包的最大能力。僅僅從64Bytes的這個數(shù)我們基本上可以推算出系統(tǒng)最大能處理的吞吐量是多少。因為通常衡量一款網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的CPU/NP/ASIC的最大處理能力的極限就是64Bytes的pps數(shù)。很多路由設(shè)備的性能指標有一點就是宣稱xxMpps，所指的就是設(shè)備處理64Bytes的pps數(shù)。比女口64Bytes的pps為looooopps，吞吐量為100000*(64+20)*8/1000000=67.2Mbps，拿這個結(jié)果計算i5i8Bytes的數(shù)據(jù)為iooooo*(i5i8+2O)*8/iooooo=i23O.4Mbps。其中的20Bytes是指i2Bytes的幀間距(IPG)以及8Bytes的前導(dǎo)碼(7Bytes同步+1Bytes起始)，測試每一個字節(jié)的吞吐量都需要將這20字節(jié)計算在內(nèi)。通過前面的算式可以看出，我們即使不測試1518Bytes的吞吐量也能夠大致推算出設(shè)備最大的吞吐量是多少。而最終的結(jié)果只能＜=這個結(jié)果。根據(jù)以往的測試經(jīng)驗，64字節(jié)測試結(jié)果的pps數(shù)與1518字節(jié)的pps數(shù)，相差在20%以內(nèi)。測試注意項：1、防火墻接口的不同工作模式對性能的影響：路由、橋(ACCESS/TRUNK)、子接口、聚合接口等工作模式會對設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的性能有一定程度的影響，但是基本上不會偏差太大，當(dāng)然個別的實例除外。2、網(wǎng)卡的型號會對轉(zhuǎn)發(fā)的性能有一定程度的影響：a、部分網(wǎng)卡會網(wǎng)卡性能問題，例如測試過程當(dāng)中遇到的82574L型號的網(wǎng)卡，千兆64字節(jié)的性能下載比數(shù)據(jù)只能測試到64.4%左右。網(wǎng)卡的驅(qū)動與防火墻的轉(zhuǎn)發(fā)實現(xiàn)存在問題，例如中高端墻上的網(wǎng)卡的驅(qū)動e1000e只有一個隊列，但是防火墻的轉(zhuǎn)發(fā)進程存在多個，這樣會導(dǎo)致網(wǎng)卡上的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)發(fā)進程獲取的時候總有幾個轉(zhuǎn)發(fā)的隊列是空閑的，導(dǎo)致最終的測試數(shù)據(jù)無法真實的反饋出我們設(shè)備的性能。時延時延所測試的是系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)包所需要的時間。防火墻的時延測試的是其存儲轉(zhuǎn)發(fā)(StoreandForward)的性能(另一種是CutandThrough)。時延的測試通常會選用測試儀所對應(yīng)的RFC測試套件進行測試。測試的數(shù)據(jù)包長包括64Bytes，128Bytes，256Bytes，512Bytes，1024Bytes，1240Bytes，1518Bytes?；蛘呤褂锰囟òL或者混合包長進行測試。采用UDP數(shù)據(jù)包進行測試。測試通常采用雙向多條流的方式測試。時延的測試通常是建立在測試完吞吐量的基礎(chǔ)上進行的測試。測試時延之前需要先測出每個包長得吞吐量大小，使用每個包長的吞吐量結(jié)果的100%-9。％作為時延測試的流量大小。一般時延的測試要求不能夠有任何的丟包。因為如果丟包，會造成時延非常大，結(jié)果不準確。我們測試一般使用最大吞吐量的95%或者90%進行測試。測試結(jié)果包括最大時延，最小時延，平均時延，一般記錄平均時延。如果測試得比較精細，也可以測試在不同負載下的時延。比如可以測試在10%,20%...直到最大負載的結(jié)果下的時延。測試時長通常是設(shè)置30秒的流量，然后測試幾次取平均值最為最終結(jié)果。丟包率丟包率是測試系統(tǒng)在一定負載的情況下丟包數(shù)量多少的測試。這個測試實際上和吞吐量測試類似。測試的意義在于通過過載的流量來考查對設(shè)備正常轉(zhuǎn)發(fā)性能的影響。丟包率的測試通常會選用測試儀所對應(yīng)的RFC測試套件進行測試。測試的數(shù)據(jù)包長包括64Bytes,i28Bytes,256Bytes,5i2Bytes,iO24Bytes,i24oBytes,i5i8Bytes。或者使用特定包長或者混合包長進行測試。采用UDP數(shù)據(jù)包進行測試。測試通常采用雙向各一條流的方式測試。測試方法通常是采用10%--100%的流量分別測試被測系統(tǒng)的丟包情況。當(dāng)測試100%負載的情況事，對于NP/ASIC架構(gòu)的防火墻來說，丟包率=1-吞吐量（％）。因為NP和ASIC轉(zhuǎn)發(fā)更依靠硬件的性能，而硬件的性能通常比較穩(wěn)定。而對于多核和x86架構(gòu)的防火墻來說，轉(zhuǎn)發(fā)依靠CPU的計算，性能相對硬件轉(zhuǎn)發(fā)來說相對較弱，所以100%負載的丟包率＞1-吞吐量（％）。比如我們測試出NP墻的吞吐量是80%,那么100%的丟包率基本上可以推算出等于20%，而多核和x86架構(gòu)的防火墻的丟包率大多數(shù)情況＞20%。所以，丟包率的測試對于我們產(chǎn)品的測試不是很有利。不過丟包率的測試在一般的對外測試中并不常見。背靠背緩沖測試背靠背緩沖測試主要測試被測設(shè)備緩沖處理burst數(shù)據(jù)的能力?？简灥氖潜粶y設(shè)備處理突發(fā)數(shù)據(jù)流緩存數(shù)據(jù)并快速處理的能力。這個測試在一般的測試中并不常見。測試方法和結(jié)果和吞吐量