賀 靜

(太原理工大學(xué) 信息化管理與建設(shè)中心，山西 太原 030024)

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基于Juniper的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能測試方法研究

賀 靜

(太原理工大學(xué) 信息化管理與建設(shè)中心，山西 太原 030024)

隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，同等級不同品牌的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備種類越來越多，性能測試成為使用方在選擇設(shè)備時至為關(guān)心的內(nèi)容。本文以Juniper設(shè)備的測試為例，介紹了一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能測試的方法，著重介紹了吞吐量、丟包率與時延等網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的測試方法，實驗測試結(jié)果表明該方法有效完成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備測試功能。

Juniper；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；測試

隨著中國互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，各高校與供應(yīng)商等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能提出了越來越高的要求，隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的種類不斷的增加，其性能測試越來越成為購買者非常關(guān)心的問題。本文利用軟件測設(shè)的方法，對Juniper Ex9214網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能進行了測試，測試結(jié)果表明該方法有效完成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備測試功能。

1 本文測試的性能參數(shù)及指標(biāo)

對于Juniper Ex9214核心三層交換機來說，設(shè)備性能測試的一些基本的性能指標(biāo)，包括：吞吐量、丟包率與時延。在RFC1242[1]和RFC2544[2]中都有定義，性能參數(shù)達到以下指標(biāo)，設(shè)備的指標(biāo)才算達到基本標(biāo)準(zhǔn)：

1.1 吞吐量

首先本節(jié)介紹吞吐量的定義：一個設(shè)備能夠正確轉(zhuǎn)發(fā)幀/包的最大速率稱為吞吐量。網(wǎng)絡(luò)性能測試時必備的測試手段當(dāng)屬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備吞吐量的測試。典型的測試方法是以確定的速率與時間間隔從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)送端設(shè)備向接收端設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，接收端計算接收到的幀，測試結(jié)束時系統(tǒng)計算接收率―即吞吐速率。對于千兆端口，不同的包長度于每秒的包數(shù)指標(biāo)見下表1。其中RFC2544中針對以太網(wǎng)幀產(chǎn)生的包長包括以下七種字節(jié)。

表1 RFC2544包速率

1.2 丟包率

首先本節(jié)介紹丟包率的定義：丟包率是在穩(wěn)定的負(fù)載下，因缺少資源或其他原因而未被轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的百分比。計算公式為：丟包率=((發(fā)送包數(shù)-接收包數(shù))/發(fā)送包數(shù))×100%[3]。

丟包率的測試是作為吞吐率測試的補充，吞吐率測試時，要求不能出現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的丟失，而丟包率的測試，正好與之相反，要求在設(shè)備過載的情況下才能進行測試[4]。

雖然網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的目標(biāo)是丟包率為零，但理想網(wǎng)絡(luò)顯然是不存在的。在電信級以太網(wǎng)測試中要求標(biāo)準(zhǔn)用戶的丟包率優(yōu)于0.5%[5]。

1.3 時延

首先本節(jié)介紹時延的定義：對于存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備來說，時延是指從輸入幀的最后一個比特達到輸入端口的時刻到輸出幀的第一個比特出現(xiàn)在輸出端口上的時刻的時間間隔。對于直通設(shè)備來說，時延是指從輸入幀的第一個比特達到輸入端口的時刻到輸出幀的第一個比特出現(xiàn)在輸出端口的時刻的間隔。所以，定量地看二者的關(guān)系為: 存儲轉(zhuǎn)發(fā)時延=直通時延-報文長度/接收接口速率[4]。

作為網(wǎng)絡(luò)很重要的屬性之一，時延對網(wǎng)絡(luò)性能影響很大。但是以太網(wǎng)并沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

2 測試工具選擇

目前，從事網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能測試的生產(chǎn)廠商有很多，本文站在高校網(wǎng)絡(luò)使用者的角度用一些正常工作時的流量對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用時的性能進行分析，所用工具是經(jīng)過對比選擇的在性能和價格上都能實現(xiàn)的具有代表性的軟件，Ganymede Software公司的Chariot軟件。

2.1 Chariot簡介及工作原理

Chariot是頂尖的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和性能測試軟件之一，也是目前世界上唯一認(rèn)可的應(yīng)用層IP網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的測試軟件，能夠模擬眾多的商業(yè)應(yīng)用進行測試[6]。CHARIOT控制臺產(chǎn)生真實的流量，采用終端到終端的方法測試網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在真實網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境中的性能[6]。

這款軟件的基本組成包括CHARIOT控制臺和終端。CHARIOT控制臺主要負(fù)責(zé)監(jiān)視和統(tǒng)計終端到終端流量的工作，終端負(fù)責(zé)流量測試工作，實際操作時終端執(zhí)行CHARIOT控制臺發(fā)布的腳本命令，從而完成需要的測試[7](如圖1)。

圖1 Chariot測試原理

2.2 測試步驟

第一步：安裝Endpoint，在A、B兩臺機上安裝Endpoint，安裝之后Endpoint會自行起動，打開任務(wù)管理器會發(fā)現(xiàn)多了Endpoint支持的操作系統(tǒng)多了一個Endpoint.exe進程。第二步：安裝Chariot，在另一臺C機器上安裝Chariot，也可以在A、B其中的一臺機上安裝Chariot。第三步：配置Chariot。第四步：測試。第五步：根據(jù)測試結(jié)果得出結(jié)論。

3 測試方案

本文以Ex9214交換機的測試為例，講述網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的測試過程及測試結(jié)果分析。在測試時需要考慮交換機端口類型，目前EX9200系列交換機主要有三種，千兆電口與光口，還有萬兆光口，由于測試所用筆記本電腦的端口只支持千兆電口，所以在本案例中只完成千兆電口的測試。測試時本文將千兆電口設(shè)置為全雙工，配置測試報文長度分別為為64、128、256、512、1024、1280、1518字節(jié)。

在測試中，拓?fù)鋱D如圖2所示，交換機兩個端口分別與兩個筆記本電腦終端endpoint的網(wǎng)口相連。在兩個終端上分別安裝Endpoint5.4，在其中一個終端安裝Chariot5.4，開始測試。

圖2 兩端口性能測試拓?fù)?/p>

3.1 二層性能測試

兩臺測試終端直接連接到交換機EX9214的兩個端口上，保證兩端口在同一網(wǎng)段，在兩端口間發(fā)送二層數(shù)據(jù)幀，將兩臺筆記本電腦IP地址配置在同一個網(wǎng)段內(nèi)，測試時將交換機千兆電口設(shè)置為全雙工模式，配置測試報文產(chǎn)生的包長包括以下七種字節(jié)。對產(chǎn)生的流量進行吞吐量、丟包率、時延測試。二層性能測試結(jié)果如下：

表2 測試結(jié)果

圖3 包長為64字節(jié)測試吞吐量

圖4 包長為1518字節(jié)測試時延

3.2 三層性能測試

兩臺測試終端直接連接到三層交換機EX9214的兩個端口上，此時，將兩端口置于不同VLAN，并配置不同VLAN的IP地址，測試時將交換機千兆電口設(shè)置為全雙工模式,配置測試報文產(chǎn)生的包長包括以下七種字節(jié)。對產(chǎn)生的流量進行吞吐量、丟包率、時延測試。三層性能測試結(jié)果如下：

表3 三層性能測試結(jié)果

圖5 包長為64字節(jié)測試吞吐量

圖6 包長為512字節(jié)測試時延

4 結(jié)論

本文主要以測試EX9214為例，對交換機性能方法進行研究。測試了交換機端口到端口轉(zhuǎn)發(fā)性能，測試項目包括吞吐量，時延，丟包率，共測試64、128、256、512、1024、1280、1518七種字節(jié)幀長的性能，每項測試時間為一分鐘，每項都在交換機正常運行情況下分別測試了第二層與第三層的轉(zhuǎn)發(fā)性能。

參照RFC2544標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的吞吐量性能參數(shù)指標(biāo)，對比我們的測試結(jié)果，可以看出EX9214性能遠遠超過了RFC2544定義的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。測試方法達到了很好的效果。

[1] Bradn er S.Benchmarking Terminology for Network Interconnection Devices[S].RFC1242,July 1991.

[2] Brad ner S.Benchmarking Methodology for Network in Terconnect Devices[S].RFC2544,Mar 1999.

[3] 曹文斌，陳國順，牛剛，等.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備測試技術(shù)綜述[J].電光與控制，2014，21(6):13-18.

[4] 章淼，吳建平，盛立杰，等.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的性能測試:原理和實踐[J].小型微型計算機系統(tǒng)，2004，25(9):1587-1591.

[5] 孫學(xué)瑞.電信級以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在運營商網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用及測試[J].通訊世界,2006,141:60.

[6] 湯海晨.基于Chariot的網(wǎng)絡(luò)吞吐量的性能分析[J].軟件導(dǎo)刊，2012，2(11)：106-108.

[7] 陳炯然，彭平.基于Chariot的視頻網(wǎng)絡(luò)性能測試分析[J].廣州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2013,4(12):74-81.

The Performance Test of Network Equipment Based on Juniper

He Jing

(CenterofInformationManagementandDevelopment,TaiyuanUniversityofTechnology,TaiyuanShanxi030024,China)

Along with the incessant expansion of the internet scale,more and more different brands of network equipment in the same level occur.The performance testing has become the most concerned content in the selection of the device.This article,taking the test of Juniper equipment as an example,introduces the test method of network performance index,such as the throughput,packet loss rate and time delay.Experimental results show that the method can effectively complete the test function of network equipment.

Juniper; network equipment; test

2016-07-14

賀 靜(1983-)，女，山西原平人，講師，碩士研究生，研究方向：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)信息安全。

1674-4578(2016)05-0092-02

TP393

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