测试性能测试

12009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis网络性能测试与分析http://network.
wzu.
edu.
cnhttp://www.
spirent.
comsxq@wzu.
edu.
cn22009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysisChap2二层以太网测试http://network.
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spirent.
comsxq@wzu.
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cn32009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis本章教学提要本章教学提要教学目标:教学目标:99理解二层测试的必要性理解二层测试的必要性;;99回顾以太网技术要点回顾以太网技术要点;;99掌握以太网测试的主要技术指标掌握以太网测试的主要技术指标;;99了解了解以太网测试的以太网测试的RFCRFC文档文档99掌握以太网测试方法学掌握以太网测试方法学教学难点教学难点//重点:重点:以太网测试方法学以太网测试方法学教学时数:教学时数:理论理论66--88学时学时42009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysisChap2二层以太网测试Section1OSISection1OSI二层测试的必要性二层测试的必要性52009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis本节关注问题本节关注问题为什么要进行二层网络测试为什么要进行二层网络测试为什么需要关注二层的功能与性能为什么需要关注二层的功能与性能62009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysisOSIOSI二层功能概述二层功能概述物理层涉及原始比特流的传输物理层涉及原始比特流的传输数据链路层为相邻节点间提供可靠的帧传输服务.
数据链路层为相邻节点间提供可靠的帧传输服务.
应用层表示层会话层传输层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层APDUPPDUSPDU分段分组帧比特流主机X主机Y网络层数据链路层物理层应用层协议表示层协议会话层协议传输层协议网络层协议数据链路层协议物理媒介接口接口接口接口接口接口72009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysisTCP/IPTCP/IP模型中的网络访问层模型中的网络访问层该层包括了所有的局域网、城域网和广域网技术;该层包括了所有的局域网、城域网和广域网技术;计算机网络数据传输的基础,构成了互连网通信的基础计算机网络数据传输的基础,构成了互连网通信的基础平台.
平台.
HTTPSMTPFTPTFTPDNSIPICMPRARPInternetYourLANTELNETUDPTCPARPManyLANsandWANs应用层传输层网际层网络访问层82009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis二层测试的必要性二层测试的必要性根据网络分层模型,上层的功能实现是以下层根据网络分层模型,上层的功能实现是以下层所提供的服务为基础的;所提供的服务为基础的;二层服务质量二层服务质量((如服务类型、数据传输质量等如服务类型、数据传输质量等)),最终影响网络高层的功能与性能.
,最终影响网络高层的功能与性能.
产生影响的因素包括:产生影响的因素包括:99技术选择技术选择99设备选型设备选型99拓扑设计拓扑设计92009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis二层测试的运用二层测试的运用网络设备的研发与生产过程网络设备的研发与生产过程99阶段测试为产品研发过程提供有效的反馈信息;阶段测试为产品研发过程提供有效的反馈信息;99交换机产品研发完成时的合格测试;交换机产品研发完成时的合格测试;99为在运营商网络中使用的高端交换机产品进行的入网认为在运营商网络中使用的高端交换机产品进行的入网认证测试.
证测试.
网络规划与设计过程网络规划与设计过程设备选型,特别是设备选型,特别是对指标有特殊要求,对功能与性对指标有特殊要求,对功能与性能有严格规定,或对厂商承诺的指标有怀疑时.
能有严格规定,或对厂商承诺的指标有怀疑时.
网络运行过程网络运行过程99故障诊断故障诊断99性能评价与分析性能评价与分析99网络网络升级或升级或优化优化102009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysisChap2二层以太网测试Section2Section2以太网技术概述以太网技术概述112009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis以太网技术家族以太网技术家族名称带宽拓扑组网方式标准适用范围标准以太网10M总线/星型共享/交换IEEE802.
3局域网快速以太网10M星型共享/交换IEEE802.
3u局域网千兆以太网1G星型交换IEEE802.
3z/IEEE802.
3ab局域网万兆以太网10G星型点对点交换IEEE802.
3ae局域网城域网122009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis共享以太网与交换以太网共享以太网与交换以太网共享以太网9总线拓扑&基于HUB的星型拓扑;9所有设备与节点位于同一个冲突域;9冲突影响了网络的运行性能.
交换以太网9基于交换机的(扩展)星型拓扑;9交换机每一个端口对应于一个独立的冲突域;9逻辑划分提升了网络运行性能.
132009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis以太网帧结构以太网帧结构时钟同步帧开始标志目标主机源主机高层数据CRC校验高层协议类型数据字段长度142009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis以太网帧的接收过程以太网帧的接收过程判断帧的长度是否符合最短帧长度的要求以确定是否为有效帧;判断目标地址是否匹配以决定是否接收该帧;1)与本节点匹配的单播地址2)与本节点所在的组播组相同的组播地址3)广播地址.
判断帧的正确性以决定是否丢弃该帧.
152009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis以太网交换机的工作原理以太网交换机的工作原理根据帧中的目的地址,通过查找地址表决定转发行为:9若地址表显示目的节点与源节点位于交换机的同一端口忽略帧;9若地址表显示目的节点在交换机所连的某一端口,且与源节点不在同一端口转发到目的端口;9若目的MAC地址为广播地址向除源端口外的所有端口转发帧;9若地址表中找不到目的地址向除源端口外的所有端口转发帧.
7主机A00-1d-09-35-68-2a交换表端口MAC地址主机B00-1d-09-35-67-2a主机C00-1d-09-35-66-2a主机D00-1d-09-35-65-2a136900-1d-09-35-68-2a00-1d-09-35-67-2a00-1d-09-35-66-2a00-1d-09-35-65-2a162009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis交换机的体系结构交换机的体系结构----共享总线型共享总线型两种数据交换实现方式两种数据交换实现方式99集中式交换方式中,由交换机中心处理器保存端口与目集中式交换方式中,由交换机中心处理器保存端口与目的的MACMAC地址的映射表.
地址的映射表.
99分布式交换方式中,每个端口在本地维持一个端口与目分布式交换方式中,每个端口在本地维持一个端口与目的的MACMAC地址的映射表.
地址的映射表.
如果同时存在多个数据交换,采用时分技术,以分割时如果同时存在多个数据交换,采用时分技术,以分割时间片的方式进行数据交换.
间片的方式进行数据交换.
172009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis交换机的体系结构交换机的体系结构----共享共享存储器存储器使用一个全局共享存储池进行数据传输交换使用一个全局共享存储池进行数据传输交换共享共享RAMRAM一般由专用集成电路(一般由专用集成电路(ASICASIC)芯片管理.
)芯片管理.
ASICASIC芯片通过查找地址表,找到与目的地址对应的目的芯片通过查找地址表,找到与目的地址对应的目的端口,然后将数据发送至所对应的目的端口端口,然后将数据发送至所对应的目的端口简单,但受内存容量与速度限制,无法支持大容量交换简单,但受内存容量与速度限制,无法支持大容量交换((一般限制在一般限制在20G20G--80G)80G),且交换延时比较大.
,且交换延时比较大.
一般适用于小容量交换机,或作为大容量交换机的线卡一般适用于小容量交换机,或作为大容量交换机的线卡内部交换.
内部交换.
182009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis交换机的体系结构交换机的体系结构----纵横式矩阵纵横式矩阵交叉点结构交叉点结构中,中,数据数据传输通过交叉点进行传输通过交叉点进行当端口数据量大,网当端口数据量大,网络负载重的情况下会络负载重的情况下会因交叉点的瓶颈而造因交叉点的瓶颈而造成阻塞.
成阻塞.
交叉开关矩阵或纵横式交换矩阵交叉开关矩阵或纵横式交换矩阵(Crossbar)(Crossbar)是大容量高端交换机中是大容量高端交换机中普通采用的结构普通采用的结构内部的交换机矩阵和仲裁矩阵实现了无阻塞交换.
192009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis交换机的转发方式交换机的转发方式直接交换(cut-through)和存储转发(store-and-forward)直接交换模式又分成快速转发(fast-forward)与无碎片(Fragment-free)交换.
实际交换机产品中,通常引入智能方式来进行选择设置帧错误率的阈值,先采用直接交换,一旦帧错误率超过阈值,改用存储转发.
字节716先导字段帧开始标识目的地址长度源地址数据246~150046校验和快速转发具有最小的延时不提供帧的错误检测无碎片交换低延时,可过滤碎片帧存储转发高延时可过滤所有错误帧202009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysisChap2二层以太网测试Section3Section3决定交换以太网性能的主要决定交换以太网性能的主要技术指标技术指标212009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis如何确定指标如何确定指标二层功能包括:9帧的封装与拆封9基于MAC地址的帧接收与转发9流量控制9简单的差错控制将这些功能可以分别归类两个不同层面上:9数据传输层面数据传输指标9传输控制层面传输控制指标222009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis数据传输层面相关的指标数据传输层面相关的指标负载(load)信道或设备在单位时间内所承受的通信流量被称为负载.
在网络二层,通常以单位时间内设备或网络所承载的帧数来衡量.
转发速率(forwardingrate)用以描述交换设备帧转发能力的指标.
被定义成在某个特定负载下,交换机设备在单位时间内向目标端口成功转发的帧数.
不同设备的转发速率与交换机的体系结构、端口带宽、转发模式、设备的负载状况等因素有关.
对于给定的设备,在没有丢帧的理想状态下,转发率应该随着负载的增加而增加.
当负载增加并接近线路传输容量时,会因丢帧而导致转发速率下降.
232009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis数据传输层面相关的指标数据传输层面相关的指标((续续1)1)丢帧率(framelossratio)丢失的数据帧占应转发帧的比例.
应转发帧指那些应该被转发的合法帧,不包括那些过长、过短和错误的无效帧.
丢帧主要出现在负载过大时,因交换机存储容量、地址表查找、端口拥塞等方面的瓶颈而产生.
吞吐量(Throughput)另一个描述交换设备数据包转发能力的指标,用以衡量交换机在不丢帧条件下每秒转发帧的极限能力.
定义成:在没有出现丢帧的条件下,能够传输给交换机让其转发到指定输出端口的每秒最大帧数.
242009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis数据传输层面相关的指标数据传输层面相关的指标((续续2)2)突发(burst)在某个时间段内,一组以合法最小帧间隔传输的以太网帧被称为突发.
突发通常由节点的突发数据流量引发.
一次突发传输中所包含的帧数被称为突发量(Burstsize).
突发量为1时,相当于无突发传输的恒定负载.
两次突发之间的时间间隔被称为突发间隔(Inter-burstgap,简称IBG).
交换机所能承载的突发量越大,可以处理的突发间隔越小,突发量分布的离散性越大,说明交换机处理突发数据流量的性能越好.
252009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis传输控制功能传输控制功能传输控制功能是为了正确实现基于二层地址的帧转发,避免或减少因拥塞而产生的丢帧,而提供的控制功能,如:9地址处理9拥塞控制9广播处理9流量隔离控制功能实现或正确与否,直接影响数据层面上的转发性能.
262009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis传输控制层面指标传输控制层面指标--拥塞控制拥塞控制拥塞控制(framelossratio)控制源端发送数据的数量及速度使其不超过接收端所能承受的能力,以避免产生帧的丢失,也称流量控制.
拥塞帧丢失网络运行性能下降(即使高层使用可靠传输协议如TCP).
272009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis产生拥塞的主要原因控制产生拥塞的主要原因控制过载(overload)线端阻塞(Headoflineblocking)因某个外出端口上的拥塞而阻碍了其他通往非拥塞端口流量的现象.
对于在输入队列中采用共享存储的交换机,当队列头有转发到阻塞端口的帧时,造成后继转发到非阻塞端口帧也必须等待.
282009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis拥塞控制拥塞控制--背压背压何为背压(Backpressure)当外出或输出端口出现拥塞现象时,被交换机用来通知发送端降低帧发送速度,以阻止外部数据源继续向拥塞端口传输帧的那些方法.
常用方法9向流发送源回送拥塞(jam)信号9向流发送源回送先导位串9采用IEEE802.
3x流量控制协议背压机制使发送到拥塞端口的流量得到减缓,可能会导致到非拥塞输出端口的发送流量也被减缓.
292009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis拥塞控制拥塞控制--前压前压前压(Forwardpressure)当上游设备以小于最小帧间隙的间隔或以超过线速的速率向下游交换机发送流量时,往往会导致下游交换机出现接收缓冲(buffer)溢出甚至阻塞.
某些交换机可通过减缓输出队伍的饱和程度、禁止上游设备发送帧等强制性机制来消除或减少上述丢帧现象.
具有上述功能的交换机被认为具有前压机制.
不是以太网标准或协议所推荐的,因而不是所有的交换机都提供.
302009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis数据传输层面相关的指标数据传输层面相关的指标((续续1)1)地址处理(addresshandling)与交换机在二层地址学习与处理能力相关,包括:9地址缓存容量(AddressCachingCapacity)设备或端口模块所能拥有的最大MAC数,也就是地址交换表的最大容量.
9地址学习速率(AddressLearningRate),在没有广播和丢帧的情况下,交换机学习新地址的最大速度.
312009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis数据传输层面相关的指标数据传输层面相关的指标((续续2)2)错误帧过滤(Erroredframefiltering)错误帧(errorframe)是指所有过长、过短、错位或含有错误校验序列的帧.
错误帧过滤可减少或避免因传输错误帧而产生的带宽浪费,以及后续转发设备因处理这些错误帧而付出不必要的资源消耗.
流量隔离(trafficfiltering)衡量交换机对于VLAN流量隔离的功能.
322009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis数据传输层面相关的指标数据传输层面相关的指标((续续3)3)广播(broadcast)与交换机广播性能相关,包括:9广播转发速率(Broadcastforwardingrate)在某个指定的广播负载下,一秒内向它所在广播域的所有端口发送的广播帧的数量.
9广播时延(Broadcastlatency)将广播帧转发到位于同一个广播域中的每个端口所需的时间.
332009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysisChap2二层以太网测试Section4Section4二层以太网测试相关的二层以太网测试相关的RFCRFC文档文档342009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis二层测试相关的二层测试相关的RFCRFC文档文档相关的RFC文档包括RFC1242、RFC2544、RFC2285和RFC2889(图,提供发布时间)RFC1242和RFC2544具有一般性的指导意义,涵盖了OSI全部七层的测试.
RFC2285提供了基本术语RFC2889针对LAN交换设备基准测试提供基本方法学352009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysisRFC2285RFC2285中的基本术语中的基本术语DUT和SUTDUT指被测试设备(Deviceundertest),SUT指被测试系统(Systemundertest)单向流量和双向流量单向流量(Unidirectionaltraffic)是指测试流在被测设备中以单向方式传输.
当测试者为DUT加载单向流量时,是由DUT上的不同端口处理帧的接收与发送,输入端口与输出端口的角色是不重叠的.
双向流量(Bidirectionaltraffic)是指每个端口在进行接收流量的同时也在进行发送流量.
当测试者为DUT加载双向流量时,所有从测试仪表接收测试流量的端口同时也在向测试仪表回送测试流量,每个端口同时承担输入端口与输出端口的角色.
362009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysisRFC2285RFC2285中的基本术语中的基本术语((续续1)1)非网状流量、部分网状流量和全网状流量9非网状流量(Non-meshedtraffic),也称端口对(PortPair)如用于对端口转发性能进行测试.
9部分网状流量(Partiallymeshedtraffic),也称也被称作骨干(BackBone)如用于非对称交换机之上行/下行端口的转发性能测试.
9完全网状流量(Fullymeshedtraffic),也称也被称作骨干(BackBone)如用于对交换机进行整机性能测试.
372009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysisRFC2285RFC2285中的基本术语中的基本术语((续续2)2)期望负载、提交负载、最大提交负载、过载9期望负载(Intendedload,简称Iload)指外部信息源企图传输给DUT/SUT让其转发到指定输出端口的每秒帧数.
9提交负载(Offeredload,简称Oload)指外部信息源能够被观察或测量到的传输给DUT/SUT让其转发到指定输出端口的每秒帧数.
9最大提交负载(Maximumofferedload,MOL)指外部信息源每秒能够传送给DUT/SUT并让其向指定输出端口转发的最大帧数.
9过载(Overloading)超过媒介允许的最大传输速率向DUT/SUT施加负载.
382009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysisRFC2285RFC2285中的基本术语中的基本术语((续续2)2)转发速率相关的术语9转发速率(Forwardingrate,简称FR)指定提交负载下,一台设备能够被观测到的每秒钟内成功向正确目的端口传送的帧数.
9最大提交负载下的转发速率(Forwardingrateatmaximumofferedload,简称FRMOL)一台设备在最大提交负载的情况下能够被观测到的每秒钟内成功向正确目的端口转发的帧数.
9最大转发速率(Maximumforwardingrate,简称MFR)一系列经过重复或迭代测试所获得的转发速率测量值中的最大值.
注意,该值往往发生在最大提交负载之前.
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NetworkPerformanceTestingandAnalysisRFC2889RFC2889简介简介为LAN交换设备的基准测试提供方法学,由RFC2544的方法学扩展而来测试对象:交换机转发性能(Forwardingperformance)、拥塞控制(Congestioncontrol)、延迟(Latency)、地址处理(Addresshandling)和错误过滤(Errorfiltering)文档结构:备忘录、介绍、要求以及安全机制、参考文献等辅助性说明外,核心内容分为测试设置、帧格式与长度和基准测试三大部分.
基准测试:涉及测试目标、参数设置、测试过程、测量方法和测试报告格式等方面402009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysisRFC2889RFC2889所提供的基准测试所提供的基准测试全网状互联条件下的吞吐量、丢帧率和转发速率(Fullymeshedthroughput,framelossandforwardingrates)部分网状互连条件下的一对多/多对一(Partiallymeshedone-to-many/many-to-one)部分互连的多个设备(Partiallymeshedmultipledevices)部分网状互连条件下的单向通信流量(Partiallymeshedunidirectionaltraffic)拥塞控制(CongestionControl)412009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysisRFC2889RFC2889所提供的基准测试所提供的基准测试((续续))转发压力和最大转发速率(ForwardPressureandMaximumForwardingRate)地址缓冲容量(AddressCachingCapacity)地址学习速率(AddressLearningRate)错误帧过滤(Erredframesfiltering)广播帧转发和延迟(BroadcastframeForwardingandLatency422009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysisChap2二层以太网测试Section5Section5二层以太网测试的基本方法二层以太网测试的基本方法432009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis测试方法及基本内容测试方法及基本内容测试方法是指针对一项具体的测试目标,围绕如何实施测试所提出的方法与方案.
主要内容包括:9测试目标9测试环境(包括测试拓扑、测试流、测试参数与变量)9测试相关的算法设计9测试结果的统计与报告9测试前的准备工作442009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis测试设置中的二层地址学习测试设置中的二层地址学习目的:在测试开始之前让被测试交换机学习测试中将要用到的MAC地址.
要求:先学习再验证后测试注意1:发送地址学习帧的速率不可太大(建议:性能测试的设计思路传输控制层面功能或性能测试的设计思路思路一:直接给出一些传输控制层面的功能或性能指标,然后对这些指标进行直接的测试;思路二控制层面的功能实现与否及其效果最终必然会反映到数据转发层面上来提出一些测试数据转发层面的性能指标,通过对些指标的测试来间接反映传输控制层面的功能与性能.
比较两种思路:思路二采用数据转发层面的指标来测试控制层面功能,更具有说服力.
622009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis拥塞控制功能的测试拥塞控制功能的测试采用设计思路二由DUT上的4个具有相同MOL的端口组成一个测试块.
两个端口作为源发送端口,另两个为目标接收端口且分别被配置成拥塞(congested)端口和非拥塞(uncongested)端口通过观测到拥塞控制机制对拥塞端口和非拥塞端口所产生的不同效果或影响,并可通过对不同结果的比对来确定DUT上是否执行了拥塞控制功能,是否采用了背压机制,是否存在线头阻塞现象.
测试帧帧长、帧间隔、双工模式、每端口地址数和测试时长等,可参照前面吞吐量、丢帧率和转发率测试中的做法632009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis拥塞控制功能的测试拥塞控制功能的测试判断DUT是否执行了拥塞控制功能若DUT没有执行拥塞控制,那么对拥塞端口而言,在150%的超载下,测试帧的丢失比例将要达到33%.
若拥塞端口的丢帧率为零,即没有检测到帧丢失,则表明在DUT内有背压机制存在对于非拥塞端口,若丢帧率报告为0,但是检测到的最大转发率又低于50%的MOL,则表明在DUT内有背压机制存在判断DUT中是否存在线端阻塞若非拥塞端口检测到有帧丢失,即非拥塞端口的丢帧率不等于零时,则表明DUT中出现了列头阻塞现象.
642009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis地址处理功能的测试地址处理功能的测试--地址容量测试地址容量测试地址缓冲容量的测试是为了确定在RFC2285中定义的LAN交换设备地址缓冲的能力.
设计思想:地址处理属于传输控制层面的功能利用数据转发层面指标测试来验证传输控制层面功能652009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis地址处理功能的测试地址处理功能的测试--地址容量测试地址容量测试为了达到通过数据层面的测试来度量DUT地址表容量的目的,采用了将测试端口(Tport)所接收的测试帧回传到学习端口,并由DUT上的监听端口担当检查端口,以监听是否有洪泛帧或错误转发的帧:9若监听测端口所统计到的洪泛帧计数不等于零,即它收到了洪泛帧,说明在此前的地址学习过程中,地址表已经发生溢出;9若监听测端口的洪泛帧计数为零,即它没有收到洪泛帧,说明在此前的地址习中,DUT还拥有足够的地址缓存空间,来确保所有的源地址被DUT所学习并写入地址表.
使用DUT上的至少三个端口.
分别作为学习端口(LearningPort)、测试端口(TestPort)和监测监听端口(MonitorPort).
662009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis地址容量测试中的查找算法地址容量测试中的查找算法采用二分迭代算法时,需要设定的测试参数包括最小地址数Low、最大地址数High和初始地址数N.
测试端口以初始地址数发送测试帧,并判断监听端口的洪泛帧计数是否为零If为零,NN+(High-N)/2,再度观测监听端口的洪泛帧计数,反复迭代,一旦监听端口的洪泛帧计数不为零时停止迭代,且将当前地址学习数作为地址表容量;If不为零,NN-(N-Low)/2,再度观测监听端口的洪泛帧计数,反复迭代,一旦监听端口的洪泛帧计数为零时停止迭代,且将当前地址学习数作为地址表容量.
为了确定地址表容量,也需要采用某种查找算法来进行反复的测试,以找到DUT所能支持的最大地址数目.
二分迭代是目前普遍采用的算法.
672009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis地址容量二分迭代查找算法伪代码示例地址容量二分迭代查找算法伪代码示例AddressLearning(LPort);{NframeswithvaryingsourceaddressestoTestPort}#学习端口TPort发送具有不同源地址的学习帧Transmit(TPort);{NframeswithvaryingdestinationaddressescorrespondingtoLearningPort}#TPort向LPort回送帧IF(MPortreceiveframe!
=0)OR(LPortreceiveframes=2);END{ValueofNequalsnumberofaddressessupportedbyDUT/SUT}CONSTANT#定义测试过程所用到的常量AGE=.
.
.
;{valuegreaterthatDUTagingtime}MAX=.
.
.
;{maximumaddresssupportbyimplementation}VARIABLE#定义测试过程所用到的变量LOW:=0;{Highestpassedvalue}HIGH:=MAX;{Lowestfailedvalue}Nuserspecifiedinitialstartingpoint}BEGIN#开始测试DOBEGINPAUSE(AGE);{Ageoutanylearnedaddresses}#清除当前地址表中的内容AddressLearning(TPort);{broadcastaframewithitssourceAddressandbroadcastdestination}#测试前进行TPort目的地址的学习682009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis地址容量测试中的若干注意点地址容量测试中的若干注意点合适的地址发送速率地址发送速率是指测试仪表单位时间内提供给DUT学习的新地址数量.
不可过大,以免因超过了DUT的地址学习速率,而产生地址无法被学习的现象.
建议学习帧的提供速率在每秒50帧或50帧以下.
合适的初始化地址数设置成1到DUT所支持的最大地址数之间的任何值过小或过大(与预期的地址容量相比)都可能导致迭代次数增加,测试时间增长.
设置合适的地址老化时间9不可太小,须长于在指定速率下生成测试帧所需的时间,以免过多的老化帧9不可太长,以免每次迭代测试时需要较长的地址表清空时间692009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis地址处理功能的测试地址处理功能的测试--地址学习速率测试地址学习速率测试目的在于确定LAN交换设备的极限地址学习速率.
设计思想:地址处理属于传输控制层面的功能利用数据转发层面指标测试来验证传输控制层面功能与地址容量测试类似的测试方法:9类似的测试拓扑9类似的二分迭代查找算法702009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis地址处理功能的测试地址处理功能的测试--地址学习速率测试地址学习速率测试区别在于:基于学习帧发送速率的二分迭代法测试参数设定涉及最小地址发送速率、最大发送速率和初始地址发送速率712009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis交换机地址处理能力测试结果举例交换机地址处理能力测试结果举例横轴的数字表示不同的交换机,左纵轴表示地址表容量,右纵轴表示地址学习速率图给出了六款不同的交换机的地址学习速率与地址容量不同款的交换机在地址学习能力上可能存在较大的差异722009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis错误帧过滤功能的测试错误帧过滤功能的测试目的在于为了确定交换机在错误或反常帧情况下的行为错误帧过滤功能属于传输控制层面功能采用以数据层面的观测来检验传输控制层面功能的设计思想.
732009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis错误帧过滤功能的测试方法错误帧过滤功能的测试方法采用一组共8个端口,其中4个作为测试帧的源端口,另4个作为目的端口暨监测端口.
由测试仪表所生成的错误帧经过DUT的4个源端口后向4个目的暨监测端口发送在目的/监测端口,通过观测是否有错误帧的流量泄漏,来判断DUT是否提供了错误帧过滤功能以及所能过滤的错误帧类型9若某种类型的错误帧能够被观测到,则标记为"失效(fail)"9若某种类型的错误帧未被观测到,则标记为"通过(pass)"742009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis错误帧过滤功能的测试分析错误帧过滤功能的测试分析根据对各种类型错误帧观测结果的统计与分析:9若对所有指定类型的错误帧,标记状态为"通过"DUT启用了错误帧过滤功能,且能过滤所有给定类型的错误帧;9若对某些指定类型的错误帧标记状为"通过",而另一些类型错误帧的标记状态为"失效",DUT提供了错误帧过滤功能,但只能过滤某些特定类型的错误帧9若所有指定类型的错误帧,标记状态为"失效"DUT未提供错误帧过滤功能,或错误帧过滤功能失效.
752009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis广播帧转发性能的测试广播帧转发性能的测试目的在于确定交换机对于广播帧的处理能力,包括:9广播转发率(Broadcastforwardingrate):一台交换设备在单位时间内向所在广播域的所有端口发送的广播帧数量9广播时延(Broadcastlatency):交换机将广播帧转发到位于同一广播域中的所有端口所需的时间.
分别对应于RFC2889所提供的广播帧转发和延迟基准测试762009WenzhouUniversity,Allrightsreserved.
NetworkPerformanceTestingandAnalysis广播帧转发性能的测试拓扑广播帧转发性能的测试拓扑由1个广播发送端口和若干个广播接收端口组成一个测试块且确保测试块中的源端口与接收端口位于同一广播域中若DUT上进行了VLAN划分,那么要确保测试块中的源端口与接收端口位于同一个VLAN中.
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NetworkPerformanceTestingandAnalysis广播帧转发性能测试方法广播帧转发性能测试方法--广播吞吐量广播吞吐量测试仪表所生成的目的地址为"FFFFFFFFFFFF"的广播测试流量通过DUT上的唯一源端口发送到各个广播接收端口.
在接收端口,测试仪表只选择对广播测试流量进行转发率和帧丢失率的度量.
通过测试不同负载下的广播帧转发率和帧丢失率,找到在零丢帧率下的最大广播帧转发率,即广播吞吐量.
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NetworkPerformanceTestingandAnalysis广播帧转发性能测试方法广播帧转发性能测试方法--广播延迟广播延迟测试仪表在每次测试时仅发送一个测试帧,测试帧中包含了一个时戳(TimeStamp)在接收端口,通过该时戳来计算帧的广播转发延迟.
对于给定的DUT,同一广播域中涉及的"UP"或接收端口越多,需要复制并转发的广播帧数就越多,因此可能带来转发延时的增大.
同一广播域中的不同"UP"或接收端口,可能会存在延迟值的漂移,因此若有多个"UP"端口在接收广播流量,则需要对每个接收端口的延迟进行度量并取平均值,以作为广播帧延迟的最终值.
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NetworkPerformanceTestingandAnalysis广播帧转发性能测试的优化广播帧转发性能测试的优化因帧的大小会影响DUT的广播转发性能需要采用多个不同的帧长来实施广播吞吐量和帧延迟测试,以更加全面地反映DUT的广播转发性能.