以太網性能測試概述

郝佳

2007.4.2

主要內容

理解以太網四個性能指標的含義掌握以太網四個性能指標的測試方法掌握一般以太網測試儀表的性能測試的使用方法性能測試目的通過測試反應設備的具有的特點設備制造商運營商和服務供應商性能測試的依據RFC1242

BenchmarkingTerminologyforNetworkInterconnectDevices

RFC2544

BenchmarkingMethodologyforNetworkInterconnectDevices

查詢地址:/rfcs/RFC查詢性能測試的內容

吞吐量（Throughput）時延（Latency）幀丟失率（FrameLossRate）背對背（Back-to-Back）性能測試----吞吐量定義:RFC1242Themaximumrateatwhichnoneoftheofferedframesaredroppedbythedevice測試方法:RFC2544SendaspecificnumberofframesataspecificratethroughtheDUTandthencounttheframesthataretransmittedbytheDUT不丟包的情況下能達到的最大速率發送幀與接收幀數目相等時能達到的最大速率性能測試----吞吐量從設備所能支持的最大的線速幀速率開始測試如果收到的包比發送的包少(Y<X)，則降低速率重試當設備沒有丟幀的時候(X=Y)，提高幀速率Y通常通過二分法來測試出當X=Y下的最大的幀速率Throughput＝Y/Xmax*100%,Xmax:設備所能支持的最大的線速幀速率TesterDeviceUnderTest(DUT)TrafficGeneration:XFramesTransmittedTrafficAnalysis:YFramesReceived100M吞吐量標準測試結果性能測試----吞吐量通用計算公式:（L＋8＋M）×8×N=100ML為以太網幀長；M為包間隙；N為設備每秒鐘發出的數據幀的個數；括號中的8為每個以太網幀前面的7個前導碼＋1個定幀字節；括號外面的8為一個Byte包含8個Bit；100M表示物理層的bit速率；性能測試----吞吐量問題:為什么短字節的吞吐量較長字節的值要大?64字節100M吞吐量應該是多少？有效凈荷怎樣計算?提示:當設備線速發送數據，則其最小包間隙應該12Byte性能測試----吞吐量FrameSizePassedRate(%)(01,03,01)to(01,03,08)(pks/sec)(01,03,08)to(01,03,01)(pks/sec)Total

100M-100M100M-100M

6455.45825088250816501612852.0243937439378787425650.2722769227694553851248.65114311143122862102448.635822582211644128048.63467646769352151848.62395139517902為什么64字節吞吐量是55.45%?性能測試----時延定義:RFC1242存儲轉發設備Thetimeintervalstartingwhenthelastbitoftheinputframereachestheinputportandendingwhenthefirstbitoftheoutputframeisseenontheoutputport.比特轉發設備

Thetimeintervalstartingwhentheendofthefirstbitoftheinputframereachestheinputportandendingwhenthestartofthefirstbitoftheoutputframeisseenontheoutputport.性能測試----時延測試方法:RFC2544SendastreamofframesataparticularframesizethroughtheDUTatthedeterminedthroughputratetoaspecificdestination.ThestreamSHOULDbeatleast120secondsinduration.AnidentifyingtagSHOULDbeincludedinoneframeafter60secondswiththetypeoftagbeingimplementationdependent.Thetimeatwhichthisframeisfullytransmittedisrecorded(timestampA).ThereceiverlogicinthetestequipmentMUSTrecognizethetaginformationintheframestreamandrecordthetimeatwhichthetaggedframewasreceived(timestampB).ThelatencyistimestampBminustimestampA

性能測試----時延設定Framerate<=throughput將目標數據幀插入數據流中（Taggedframeisinjectedintodatastream）測試計算目標數據幀的時延（Latencyofthetaggedframeismeasured）TesterTaggedFrameRate＝T-putDeviceUnderTest(DUT)性能測試----時延LIFO數據幀的最后一個bit進入設備開始計時數據幀第一個bit出現在輸出端口結束Δt存儲轉發設備的延時InputportOutputport比特轉發設備的延時FIFO從第一bit位進入開始記時到第一bit位出現在輸出端口結束InputportOutputportΔt性能測試----時延性能測試----時延時延通常測試的都是測試網絡的時延。公司設備都是存儲轉發設備。時延測試的時候，其發幀速率應該小于等于其吞吐量。(為什么?)推薦先做吞吐量測試后再做延遲測試.性能測試----丟包率定義:RFC1242Percentageofframesthatshouldhavebeenforwardedbyanetworkdeviceundersteadystate(constant)loadthatwerenotforwardedduetolackofresources.性能測試----丟包率測試方法:RFC2544

SendaspecificnumberofframesataspecificratethroughtheDUTtobetestedandcounttheframesthataretransmittedbytheDUT.Theframelossrateateachpointiscalculatedusingthefollowingequation:

((input_count-output_count)*100)/input_count

性能測試----丟包率Framelossrate=(X-Y)/X*100%（通常丟包率＋吞吐量＝1）從最大的幀速率開始在不同的幀速率下測試（Measureatvariousframeratesstartingwithmaximumframerate）TesterXFramesYFrames性能測試內容-丟包率長期丟包率

一般設置為24小時90%最大速率(吞吐量)一般設備100M速率的情況下長期丟包率10e-5—10e-6過載丟包率性能測試內容-背靠背定義:RFC1242

Fixedlengthframespresentedataratesuchthatthereistheminimumlegalseparationforagivenmediumbetweenframesoverashorttomediumperiodoftime,startingfromanidlestate.測試方法:RFC2544Sendaburstofframeswithminimuminter-framegapstotheDUTandcountthenumberofframesforwardedbytheDUT.Ifthecountoftransmittedframesisequaltothenumberofframesforwardedthelengthoftheburstisincreasedandthetestisrerun.Ifthenumberofforwardedframesislessthanthenumbertransmitted,thelengthoftheburstisreducedandthetestisrerun.性能測試內容-背靠背TesterDeviceUnderTest(DUT)MinimumframegapBurstSizeMaxBurstSize性能測試內容-背靠背使用最小幀間隔時間發送突發幀，統計設備傳送的幀數。如果發送和傳輸的幀數相等，則增加突發幀的數目重新測試。如果發送的大于接收的幀數，則減少幀的數目再進行測試。背靠背的值是被測的設備在最大突發并且沒有丟包的情況下通過的幀的數目。測試被測設備所能處理的最大的突發尺寸（數量）（DeterminethelargestburstsizetheDUTcanhandle）性能測試內容-背靠背此指標測試結果為實際通過的幀的個數。通過這個表格，你能算出來這塊單板在該配置下，對于每個典型包長不丟幀的最長時間是多少嗎？FrameSizeRateTested(%)(01,03,01)to(01,03,08)BurstSize(frames)(01,03,08)to(01,03,01)(frames)Total

100M-100M100M-100M

64100.00433343358668128100.00201220124024256100.009689691937512100.004734739461024100.002352374721280100.001881893771518100.00158158316測試注意事項需要關流控。測試必須連接設備的不同端口。（儀表要求保證對接設備兩端端口的物理層工作模式要一致，且為全雙工。測試時延需要將最高幀速率低于吞吐量。每次測試時間和測試次數根據需要。吞吐量一般為60S，時延一般為120S，背靠背一般為2秒50次不需要配置VLAN。測試標準典型字節:64,128,256,512,1024,1280,1518丟包率的resolution不能大于10%以太網性能測試儀表介紹什么是SmartApplication？SmartApplication能做什么？以太網性能測試儀表如何安裝如何連接

設置IP地址RESERVE以太網性能測試儀表測試步驟：1.搭建測試環境，連接DUT和SmartBits.2.運行SmartApps，連接SmartBits.3.選擇測試使用SmartBits端口以及流量方向4.設置端口工作模式以及發送報文5.設置性能測試各項參數.6.運行測試并分析測試結果Setup:Preference自動開始測試自動連接SmartBits?路由器測試錯誤停止測試報告文件名SmartApps主窗口開始按鈕端口選擇板卡設置連接狀態流量屬性選擇測試使用端口備選端口列表已選端口列表運行“1to1”

測試選擇1to1

按鈕.選擇并添加測試端口.選擇流量方向運行“1toMany”

測試1.選擇1toM按鈕2.選擇方向按鈕3.選擇測試用端口運行“Manyto1”

測試運行Manyto1測試:1.選擇1toM按鈕.2.選擇方向按鈕3.選擇測試用端口.端口與報文類型設置選擇要配置的端口設置全半雙工設置流控與自協商設置源/目的MAC設置背景協議端口設置速度全半雙工流控報文內容設置協議設置.MAC地址設置.IP地址設置.報文類型協議報文設置EthernetVersion2or802.3測試參數配置Packet

SizesTestDuration#Trials測試參數配置ABC測試參數配置測試參數配置開始測試HereORThere測試過程描述重啟端口恢復默認設置按照配置參數設置端口發送學習幀---更新MAC地址表或ARP緩存接收學習結果---看DUT是否正確發送了單播報文開始進行測試接收測試報文,計算測試結果根據設置繼續選擇是否進行測試吞吐量測試是按照二分法進行的測試結果測試LOGThisisthemostimportantsection!YouMUSTchecktheLogFiletobesurethatthetestrancorrectly!重復測試測試報告DetailReportsSummaryReports

二層學習1.Card#2發送學習幀到交換機3.Card#1發送流量到Card#22.

交換機更換MACAddressTableCard#1(DA)MAC=000000000002(SA)MAC=000000000001Card#2(SA)MAC=000000000002DUT=Layer2BridgeBridgeMACAddressTablePort2=MAC000000000002Port1Port2三層學習1.Card#1Sends發一個包到Card#22.RoutertoARPCard#23.Card#2sendsanARPReply5.Card#1測試報文到Card#24.

Router’sARPCache更新Card#1Protocol=IPMACDest=080002068922MAC=000000000001CardIP=Router’sIP=Card#2Protocol=IPMACDest=080002898856MAC=000000000002CardIP=Router’sIP=DUT=Layer3RouterProtocol=IPMACPort1=