ZStack 網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試

IxChariot是NetIQ公司推出的一款網(wǎng)絡(luò)測(cè)試軟件，可以針對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、各種操作系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)模仿各種應(yīng)用程序所發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換，IxChariot可以幫助網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)或者網(wǎng)絡(luò)管理人員對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)IxChariot附帶的各種測(cè)試腳本，用戶(hù)可以測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量、響應(yīng)時(shí)間以及數(shù)據(jù)吞吐量，也可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中所采用的應(yīng)用程序的需要，選擇相應(yīng)的測(cè)試腳本。Chariot由兩部分組成：控制端Console和遠(yuǎn)端Endpoint，兩者都可安裝在普通PC或者服務(wù)器上，控制端安裝在Windows操作系統(tǒng)上，Endpoint支持各種主流的操作系統(tǒng)?？刂贫藶樵摦a(chǎn)品的核心部分，控制界面（也可采用命令行方式）、測(cè)試設(shè)計(jì)界面、腳本選擇及編制、結(jié)果顯示、報(bào)告生成以及API接口等都由控制端Endpoint可根據(jù)實(shí)際測(cè)試的需要安裝在單個(gè)或者多個(gè)終端處，負(fù)責(zé)從控制端接收指令、完成測(cè)試并將測(cè)試數(shù)據(jù)上報(bào)到控制端。Chariot通過(guò)內(nèi)置的腳本，由控制端控制遠(yuǎn)端相互主動(dòng)發(fā)包，對(duì)設(shè)備進(jìn)行功能、壓力和性能等測(cè)試，測(cè)試結(jié)果包括吞吐量、時(shí)延、抖動(dòng)、丟包、錯(cuò)包等等，它能夠得到定量的數(shù)據(jù)并提供詳盡的測(cè)試報(bào)告，從而使得用戶(hù)可以主動(dòng)地把握設(shè)備的性能狀況，并及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取措施。Chariot通過(guò)各種機(jī)制可以仿真任意的應(yīng)用。首先，通過(guò)內(nèi)置的腳本，Chariot發(fā)送不同的數(shù)據(jù)流，可以模擬現(xiàn)在常見(jiàn)的125種應(yīng)用，而且這種數(shù)據(jù)流是雙向的，真正與協(xié)議棧進(jìn)行交互。Chariot對(duì)各種應(yīng)用的支持是基于在Endpoint之間發(fā)送的多種數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流的傳送可基于多種協(xié)議，包括TCP、UDP、RTP、SPX、IPX和SNA，目前也已經(jīng)支持IPv6。Chariot還支持Multicast、QoS等多種先進(jìn)技術(shù)，而且將一直保持同步。另外，在出現(xiàn)新的或者特殊的應(yīng)用的時(shí)候，通過(guò)工具套件ApplicationScanner能夠生成可以供Chariot使用的腳本。Chariot允許對(duì)腳本進(jìn)行定制，改變數(shù)據(jù)流的各種參數(shù)，比如起始的啟動(dòng)間隔、發(fā)送窗口、接受窗口的大小，發(fā)送文件的大小，發(fā)送的速率、發(fā)送的比特流類(lèi)型、使用端口等等，而且這些參數(shù)不但可以是一個(gè)由用戶(hù)指定的典型數(shù)值，而且還能選用在最大、最小值之間符合平均分布、正態(tài)分布、泊松分布或者指數(shù)分布的隨機(jī)值，從而真正地仿真網(wǎng)絡(luò)中各種特定的數(shù)據(jù)流，全面地測(cè)試網(wǎng)絡(luò)或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的性能?，F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)特點(diǎn)是呈分布式發(fā)展，在對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試的過(guò)程中，可能要涉及到很多的節(jié)點(diǎn)。采用Chariot軟件，則可以直接在中央控制端輕點(diǎn)幾下鼠標(biāo)就完成對(duì)全網(wǎng)的測(cè)試。Chariot的遠(yuǎn)端可以直接在NetIQ公司網(wǎng)站上下載或者通過(guò)中央控制端遠(yuǎn)程安裝到所需要的節(jié)點(diǎn)機(jī)器上去，Chariot最多可支持10000個(gè)遠(yuǎn)端的協(xié)同測(cè)試，而遠(yuǎn)端軟件則可任意按照需要安裝，在測(cè)試的時(shí)候即可被喚醒。本次測(cè)試的目的僅僅是對(duì)比在相同環(huán)境下，相同的二層網(wǎng)絡(luò)，不同類(lèi)型的三層網(wǎng)絡(luò)的性能以及延遲對(duì)比。2.zstack平臺(tái)測(cè)試主機(jī)介紹ZStack是下一代開(kāi)源的云計(jì)算IaaS（基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)）軟件。它主要面向的是未來(lái)的智能數(shù)據(jù)中心，通過(guò)提供的API來(lái)管理包括計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的數(shù)據(jù)中心的各種資源。跟OpenStack相比，ZStack具有易用、穩(wěn)定、靈活、超高性能等特點(diǎn)。本次測(cè)試的所有云主機(jī)都是運(yùn)行在zstack平臺(tái)的私有云中。windows主機(jī)為測(cè)試console主機(jī)，剩下的主機(jī)系統(tǒng)為centos6.9，配置為4c8g，vrouter的配置為2c4g。其中IxChariot-106-101endpoint為主要的打流測(cè)試主機(jī)。網(wǎng)卡類(lèi)型都是千兆。本次測(cè)試物理環(huán)境為千兆網(wǎng)絡(luò)，使用三種網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型。i.IxChariot-109-101為vpc網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)EIP的方式提供服務(wù)，EIP配置在vrouter中，轉(zhuǎn)發(fā)由vyos中iptables實(shí)現(xiàn)。ii.IxChariot-108-102為扁平網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)EIP的方式提供服務(wù)，EIP配置在宿主機(jī)的namespace中，轉(zhuǎn)發(fā)由namespace中iptables實(shí)現(xiàn)。iii.IxChariot-107-101為扁平網(wǎng)絡(luò)，不通過(guò)EIP方式，直接通過(guò)三層交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。（圖片可點(diǎn)擊放大）3.環(huán)境準(zhǔn)備本文不針對(duì)IxChariotConsole安裝進(jìn)行介紹，只介紹Linux版本的endpoint安裝。詳細(xì)安裝如下腳本，通過(guò)netstat命令，確認(rèn)tcp10115端口已經(jīng)打開(kāi)。IxChariotEndpointyuminstall-ywgetwget/products/ixchariot/endpoint_library/8.00/pelinux_amd64_80.tar.gztar-zxvfpelinux_amd64_80.tar.gzchmod+xendpoint.install./endpoint.installcp/usr/local/Ixia/rc2exec.lnx/etc/rc.d/init.d/endpointserviceendpointstart4.測(cè)試測(cè)試說(shuō)明：添加pair，填寫(xiě)兩個(gè)endpoint的云主機(jī)地址，選擇測(cè)試腳本，編輯腳本，將file_size調(diào)整為999999999byte（1G否則數(shù)據(jù)量比較小，測(cè)試時(shí)間太短，無(wú)法完全展現(xiàn)出結(jié)果。由于網(wǎng)絡(luò)損耗的原因，千兆無(wú)法跑滿(mǎn)，但是所有的測(cè)試機(jī)在相同的環(huán)境中。Throughtput案例一（IxChariot-106-101與IxChariot-107-101）添加測(cè)試腳本Throughput.scr，填寫(xiě)IxChariot-106-101與IxChariot-107-101的endpoint地址，file_size調(diào)整到最大999999999（1G），點(diǎn)擊run，開(kāi)始測(cè)試。ItemaverageminmummaxmumThrought927.122M924.055M927.64MResponsetime8.629s8.624s8.650s網(wǎng)絡(luò)非常穩(wěn)定，無(wú)較大的抖動(dòng)，平均帶寬在927M左右，上下抖動(dòng)較小。ResponseTime也很穩(wěn)定。案例二（IxChariot-106-101與IxChariot-109-101VPC）添加測(cè)試腳本Throughput.scr，填寫(xiě)IxChariot-106-101與IxChariot-109-101的endpoint地址，file_size調(diào)整到最大999999999（1G），點(diǎn)擊run，開(kāi)始測(cè)試。ItemaverageminmummaxmumThrought905.304M894.855M926.248MResponsetime8.837s8.637s8.940s網(wǎng)絡(luò)相對(duì)穩(wěn)定,抖動(dòng)范圍在30M以?xún)?nèi)，對(duì)應(yīng)的ResponseTime也對(duì)應(yīng)抖動(dòng)案例三（IxChariot-106-101與IxChariot-108-102）添加測(cè)試腳本Throughput.scr，填寫(xiě)IxChariot-106-101與IxChariot-108-102的endpoint地址，file_size調(diào)整到最大999999999（1G），點(diǎn)擊run，開(kāi)始測(cè)試。ItemaverageminmummaxmumThrought937.869M929.368M938.967MResponsetime8.530s8.520s8.608s有些抖動(dòng)，但是不影響其穩(wěn)定性。6.總結(jié)三種測(cè)試方案針對(duì)相同類(lèi)型的二層網(wǎng)絡(luò)，不同類(lèi)型的三層網(wǎng)絡(luò).?虛擬機(jī)直接提供服務(wù)，不使用任何EIP轉(zhuǎn)發(fā)，這種方式是最直接的，虛擬機(jī)通過(guò)宿主機(jī)上的bridge直接轉(zhuǎn)發(fā)，無(wú)需額外的三層轉(zhuǎn)發(fā)。不論是性能還是損耗都已經(jīng)達(dá)到最優(yōu)。一般私有云都推薦使用這種方式。?VPC網(wǎng)絡(luò)使用EIP方式，其原理是通過(guò)平臺(tái)自動(dòng)生成以vyos為base鏡像的，優(yōu)化過(guò)的虛擬機(jī)作為轉(zhuǎn)發(fā)路由器，性能比直接訪問(wèn)會(huì)有些損耗。?扁平網(wǎng)絡(luò)使用EIP方式，其原理是通過(guò)宿主機(jī)上namespace中的iptables轉(zhuǎn)發(fā)，使用ebtables去解決mac地址沖突從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的分布式。該網(wǎng)路轉(zhuǎn)發(fā)非常穩(wěn)定，性能損耗非常少。與虛擬機(jī)不經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)果相似。vpc類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)由于經(jīng)過(guò)虛擬路由器的一次轉(zhuǎn)發(fā)，其性能相對(duì)其他兩種方式必然會(huì)要多損耗些。雖然損耗了些性能，但是同時(shí)也帶來(lái)了更加靈活的網(wǎng)絡(luò)配置，安全可靠的隔離，豐富的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景以及更低的管理成本。比如負(fù)載均衡，端口映射，IPSecVPN，SDN-WAN等功能都離開(kāi)不了vpc類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)。vpctop直觀的展示了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)top的結(jié)構(gòu)。如今，硬件快速發(fā)展，這些軟件上造成的性能損耗其影響越來(lái)越少，本次測(cè)試可能比較片面，僅作為參考，希望讀者以及用戶(hù)也能通過(guò)其他方式進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試。作者：祝祥新鈦云服運(yùn)維架構(gòu)師