发布时间 : 星期二 文章smartbits之交换机测试更新完毕开始阅读26e5050fcaaedd3383c4d3d4
smartbits之交换机测试
性能测试: 1. 吞吐量
吞吐量是反映交换机性能的最重要的指标之一。根据RFC1242， 吞吐量定义为交换机在不丢失任何一个帧的情况下的最大转发速率。由于交换机在不同的工作模式下，其吞吐量也会不同， 所以需要分别测试。对10/100M交换机，测试10/10吞吐量、100/100吞吐量。 由于两个端口在同一个模块和通过背板两种情况下的吞吐量可能会有不同，我们也分别做了测试。 对吞吐量的度量应针对不同长度的帧进行。表5列出10M/100M以太网吞吐量的理论最大值，交换机产品都应达到此最大值, 即我们一般常说的线速。所谓的线速是指交换机有足够的能力以全速处理最小的数据封包的转发。
测试平台如图4所示，测试设备是SmartBits 2000，测试软件为
Smart Applications 2.21。 测试时每个帧长的测试时长为10秒，端口数统一为16个端口，组成8对，测试一对一、双向的吞吐量。 测试中要求将被测设备的流控以及一些管理功能关闭。测试结果列于表3和表4。 本次参测产品除Legend DES-3225G和桑达SED-S2240外都可以达到线速。Legend DES-3225G在测100M经背板时仅64字节帧长未达到线速， 达到线速的99.41％；桑达SEDS2240则在100M同模块和经背板稳态吞吐量测试中在64字节、128字节和256字节帧长时都未达到线速， 分别可达到线速的99.41％、99.41％和99.68％。在测试中我们发现Cisco 3524XL的1、9、17端口由于特殊的系统结构设计原因， 它们之间不能达到线速，但丢包量极小，一般仅丢1个包。
2. 延迟
交换机典型的转发类型有存储转发和快速转发两种。根据RFC 1242，存储转发模式下延迟定义为： 输入帧的最后一位到达输入端口和输出帧的第一位出现在输出端口的时间间隔，即LIFO(Last In First Out)延迟。 快速转发模式下延迟定义为：输入帧的第一位已到达输入端口和输出帧的第一位出现在输出端口的时间间隔。 对于交换机而言，延迟是衡量交换机性能的又一重要指标，延迟越大说明交换机处理帧的速度越慢。 另外管理型交换机和非管型交换机由于系统负载不同、处理方式的区别，在帧转发延迟上会存在较大差异。 测试平台如图2所示，测试设备是SmartBits 2000，测试软件为
Smart Applications 2.21，每个帧长测试速率为线速， 端口数统一为16个端口，组成8对，测试一对一、单向的延迟。由于本次参测产品都支持存储转发，仅华为S2403F还支持快速转发， 为便于比较,本次测试仅测存储转发延迟。测试结果分成管理型和非管理型两种，见表6、表7、图5、图6、图7、图8。
非管理型交换机较管理型交换机延迟要低。在非管理型交换机中，100M的延迟一般在4μs～10μs， 10M延迟一般在13μs～30μs,两项测试中新太阳NS-3016C的延迟表现最好，为一条缓慢增长的曲线， 而桑达SED-S2240的延迟都较大（由于在100M全双工模式下，其64、128和256字节吞吐量未达到线速， 故
延迟测试使用99.41％的线速）。在管理交换机中（由于华为的100M端口仅测试了一对，不做比较）， Intel ES460T的延迟表现最好，Legend DES-3225G次之，Cisco 3524XL的延迟最大。 3. 地址表深度
MAC地址是由IEEE分配的，长度为6字节，又称物理地址。连接到局域网的每个端口或设备都必须有至少一个MAC地址。 地址表深度反映了交换机可以学习到的最大MAC地址数。交换机是根据目的MAC地址， 查找MAC地址和端口对应的转发表进行数据帧转发的。如果MAC地址表满，当交换机接收到不明目的MAC地址的后续帧， 交换机将采取在所有端口广播的策略；当交换机接收到新的源地址后续帧，交换机将根据地址更新策略，或者替换旧地址， 或者丢弃新的源地址。过小的地址表将无法适应网络的变化，造成地址表或转发表的动荡，从而最终降低网络性能。 故地址表深度越大，则交换机支持的站点数越大，对网络的适应能力越好，避免了因网络变化造成的地址表或转发表的动荡。 目前一般交换机的地址表深度都较大，能够适应一般网络的需要。 测试方法是向交换机发送连续的不同源MAC地址（低位递增的方式）的数据帧，测试交换机能记忆的最大的MAC地址数。 测试平台如图4所示，测试仪器是SmartBits 2000,测试软件是SmartWindow 6.53。测试结果见表3和表4。
本次参测的产品中地址表深度最大的是Intel ES460T和
Legend DES-3225G，达到32K；最小的是新太阳NS-3016C， 仅提供了1K大小的地址表，可以满足一般网络的连接需要。另外Cisco 3524XL、
Intel ES460T、 Legend DES-3225G和实达S1824F还提供静态地址功能，可以为一个端口配置静态MAC地址。 4. 线端阻塞
线端阻塞（Head_of_line）指外出端口上的拥塞限制了通往非阻塞端口的吞吐量，与过载无关。 线端阻塞通常存在于那些采用输入排队的交换机，由于队列头有转发到阻塞端口的帧，造成后继转发到非阻塞端口帧也必须等待， 从而形成线端阻塞。而对于那些采用输出排队的交换机，线端阻塞现象将不存在。对于没有流量控制功能的交换机， 由于不存在阻塞现象，故也不存在线端阻塞现
象。
测试设备为SmartBits 2000，测试软件为AST2.10，测试平台如图4所示。测试方法是选择四个端口（A、B、C、D）， A向B以线速发连续数据帧，使B端口拥塞，C端口则同时以50％的线速向B、D发送相等流量的连续数据帧， 从D端口的包接收情况验证交换机能否消除线端阻塞，高性能的交换机不但能保证D端口不存在丢包， 并且C到D的最大转发速度能达到线速的50％。而完善的流控功能则可保证B也不丢包，丢包率为0。测试示意图如图9所示。 我们在10M半双工、10M全双工、100M半双工、100M全双工四种模式下分别测试了参测的交换机产品。测试结果列于表3、表4。
本次参测产品都不存在线端阻塞问题，或是解决线端阻塞，或是因为没有流控。其中华为S2403F、 实达S1824F和桑达SED-S2240不仅解决线端阻塞，而且到非阻塞端口的最大转发速率达到50％； Adico AS424F、Intel ES460T和Legend到非阻塞端口的最大转发速率稍小于50％，说明内存调度、帧处理速度稍慢； 另外Accton ES3024和Linksys DSSX16E在100M半双工时，不仅到非阻塞端口的最大转发速度低于50％， 并且由于流控存在问题，到阻塞端口的丢包率分别为10.06％和9.89％。 5．主观性能特性评价
由于交换机性能与交换机提供的功能有很大关系，我们将交换机分成两组:管理型和非管理型。 管理型交换机中以Intel ES460T性能最好，而
Cisco 3524XL、华为S2403F和联想网络DES-3225G的性能表现一般。 在非管理型交换机中性能最好的是Adico AS424F，实达S1824F、 新太阳NS-3016C、Accton ES3024和Linksys DSSX16E次之，而桑达SED-S2240由于吞吐量存在线速问题、 延时大，性能表现一般。