1、測試運營商以太網TCP 性能的重要性1、引言一直以來，網絡和應用的 SLA （ Service Level Agreement ，服務水平協議）都是通過下面的這些參數界定的：（ 1）可用性。包括正常運行時間 /停機時間、平均修復時間、保護倒換。（ 2）性能。 包括可用性 （吞吐量）、鏈路突發性、服務完整性 （丟幀率）、傳輸延遲 （時延）、幀延遲變化（數據包抖動） 。盡管這些參數對于表征和界定 SLA 非常有用， 但是它們只涵蓋了最多到網絡 IP 層的網絡性能。借助這些參數， 服務提供商和最終用戶可知曉網絡有傳輸幀的能力， 但是不知道能讓它們的關鍵應用達到什么級別的性能。2、通信網絡協議為了成功

2、交換信息，兩臺聯網設備需要一系列協議，以允許應用進行通信。這一協議組就是TCP/IP ，它由 7 層組成， 每一層都有特定的功能并向更高的層提供服務。 頂層即應用層利用它下面的層來與另一臺終端設備通信， 在這個過程中最重要的層就是傳輸層， 因為它確保數據從網絡層傳輸到應用層。用戶終端通常采用UDP （用戶數據報協議）和TCP（傳輸控制協議）進行通信，這些協議也是 TCP/IP 協議棧的組成部分。根據運行的應用不同，采用的傳輸協議可能不同。如果應用是實時性的并且允許丟失少量的信息，將采用UDP ，因為它簡單、有效并且比TCP 速度快。對于IPTV 、 VoIP 或在線游戲等應用，它是非常合適的協

3、議。但是，這種協議不具備TCP 提供的可靠性和順序保證，信息可能雜亂無章地到達或在沒有通知的情況下丟失。如果應用需要在兩臺聯網設備之間可靠和有效的傳輸，例如電子郵件、 客戶關系管理、 企業資源規劃和文件傳輸等應用，應采用TCP。TCP 比 UDP 更復雜，它有多個參數可進行配置以優化其利用率。可是，在不同的應用中使用的默認值會降低網絡傳輸的性能，使服務提供商和最終用戶在網絡傳輸能力上出現爭議。3、網絡的TCP吞吐量在 TCP 中一些特定參數將影響設備在網絡上有效傳輸信息的能力，如傳輸窗口的大小、傳輸段的大小以及重傳超時。TCP 外部參數也將影響其性能，其中環回延遲和丟幀率在TCP鏈路的運行中扮

4、演最重要的角色。此外，如所使用的應用、TCP/IP 棧的類型以及運行這些應用的計算機 / 服務器的性能等因素也會影響其傳輸性能。從純理論的角度看，遲乘積）定義。表TCP 最大的吞吐量可通過公式（容量 =帶寬×環回時間，也稱作帶寬延 1 列出了基于 40 ms 環回時間的不同線路容量。表 1 中“容量（字節） ”這一列的理論值指示在任何給定的時間系統中的最大字節數，在此數值下能夠最大化占滿線路以及TCP 可重新發送任何丟棄或錯誤的數據段。在標準的TCP應用中，傳輸窗口允許的最大容量是65535 字節。也就是說在45 Mbit/s 和更高的速率、環回時間為 40 ms 的情況下，運行普通

5、 TCP 的服務器不能 l00% 占滿線路。因此，除非將傳輸窗口擴展到超過 65535 字節，否則最終用戶在 40 ms 環回時間下將無法以超過 13.1 Mbit/s 的速率傳輸數據。以上都是理論值，在現實網絡中達不到這樣的吞吐量。表 1基于 40 ms 環回時間的不同線路容量4、測試 TCP 性能的好處如上所述， 網絡上的 TCP 性能取決于多個參數，那么服務提供商應該如何選擇?服務提供商曾采用 RFC 2544（網絡互連設備的基準測試技術）中的方法進行測試。如果在網絡上運行的應用基于 UDP ，此方法是評估網絡性能的有效方式。吞吐量、丟幀、突發性和延遲測試是網絡質量的全面快照，并以所有當

6、前SLA 為基礎。但是，如果在網絡上運行的應用基于TCP，此方法只能一般性地描述網絡的好壞，無法評估最終用戶將體驗到的服務質量。最終用戶總是根據端對端模式測試TCP 性能。他們的測試要么以運行他們應用的計算機/服務器提供的帶寬統計數據為基礎，要么使用軟件仿真TCP 通信。這樣做會讓他們得出服務提供商的網絡有故障的結論， 因為他們的測試結果顯示他們獲得的最大吞吐量與預期應該得到的帶寬相差甚遠。 用來測試的軟件工具運行在計算機和操作系統上，可是每個操作系統的設置并不一樣，有些鎖定了它們的TCP/IP 堆棧并使用為 TCP 定義的基本分窗口方案，即65535 字節；同時，這些軟件工具受限于運行它們的

7、計算機，計算機性能不佳導致測量結果也不理想。因此，這種測量并不能反映真正的網絡性能。一些測試方法考慮到傳輸窗口的限制而使用多個TCP 會話填充帶寬。盡管此方法表明可用TCP 會話占滿服務提供商的接入線路，但它不能證明單個應用可實現這一點。多個TCP 會話同時運行也存在問題，它們每一個都嘗試向測試線路發送最大通信量。因為它們共享同一帶寬，有時會以允許的最大速率發送數據，但有時會處于擁塞模式而將帶寬留給另一個會話。通過此方法獲得的測試結果是多次測試的平均值，測量結果可能無法重現。正因為最終用戶會使用多種工具測試它們的網絡，所以服務提供商需要一種方法證明它們的網絡按照設計運轉正常。如果服務提供商擁有

8、從網絡中的每個分界點發送TCP 數據這樣一種測試工具， 就可用來證明它們的網絡沒有故障， 之后可以向最終用戶提供測試參數， 以便用戶嘗試通過自己的測試方法重現測試結果。5、 EXFO 公司 TCP 測試方法的特點Packet Blazer FTB-8510 以太網模塊的“TCP 吞吐量功能”將幫助服務提供商實現從最終用戶 TCP 應用角度所期望的服務質量的以太網服務，結合 FTB-200或FTB-400平臺友好的圖形界面，技術人員和網絡專家可隨時測試網絡的TCP 性能。FTB-8510 的 TCP 吞吐量測試功能基于RFC 1323 中描述的傳輸窗口標度選項，即單個數據流可用來提供 TCP 吞吐量測量。在環回時間或傳輸帶寬對于標準TCP 應用過大時，它用 TCP應用填充線路的全部帶寬。 而且吞吐量功能由硬件設備實現，可以始終提供精確的測量，因為它不依賴 PC 操作系統或服務器中的任何通信堆棧的執行。這樣格外便于使用，因為專