RFC2899广播帧转发测试——网络测试仪实操

一、简介

RFC 2889为LAN交换设备的基准测试提供了方法学，它将RFC 2544中为网络互联设备基准测试所定义的方法学扩展到了交换设备，提供了交换机转发性能（Forwarding Performance）、拥塞控制（Congestion Control）、延迟（Latency）、地址处理（Address Handling）和错误过滤（Error Filtering）等基准测试的方法说明。除去备忘录状态、介绍、要求以及后面的安全机制、参考文献等辅助性说明外，RFC 2889的核心内容分别为测试设置、帧格式与长度和基准测试3大部分。

基准测试是RFC 2889的最主要内容，它从测试目标、参数设置、测试过程、测量方法和测试报告格式等方面，详细描述了下列10个针对局域网交换设备的基准测试：

· 全网状互连条件下的吞吐量、丢帧率和转发速率（Fully Meshed Throughput, Frame Loss and Forwarding Rates）；
· 部分网状互连条件下的一对多/多对一（Partially Meshed One-To-Many/Many-To-One）；
· 部分互连的多个设备（Partially Meshed Multiple Devices）；
· 部分网状互连条件下的单向通信流量（Partially Meshed Unidirectional Traffic）；
· 拥塞控制（Congestion Control）；
· 转发压力和最大转发速率（Forward Pressure Maximum Forwarding Rate）；
· 地址缓冲容量（Address Caching Capacity）；
· 地址学习速率（Address Learning Rate）；
· 错误帧过滤（Errored Frame Filtering）；
· 广播帧转发和时延（Broadcast Frame Forwarding and Latency）。

接下来将为您演示使用BigTao-V网络测试仪进行广播帧转发测试（吞吐量测试）

广播帧转发概述

广播帧转发测试
· 主要测试交换设备的吞吐量；
· 和RFC2544吞吐量测试类似, 只是报文类型是广播。

吞吐量介绍
· 吞吐量, 吞吐率, throughput；
· 在RFC1242中提出；
· 它评估网络设备性能的首要指标。

吞吐量定义
· 在设备没有丢帧的情况下, 最大的转发速率；
· 通常使用每秒钟通过的最大的数据包数(PPS/FPS)或者bit数来衡量(bit/s, Kbit/s, Mbit/s,Gbit/s…) 。

广播帧转发测试（吞吐量）

广播报文
· 目的MAC为全FF(FF:FF:FF:FF:FF:FF)；
· 交换机收到一个广播报文以后, 会从 所有UP的端口(同一VLAN)发送出去。

为什么测试广播吞吐量
· 二层网络中, 存在大量的广播报文；
· 交换机作为二层网络的主力设备, 需要处理大量的广播报文；
· 测量交换机对广播报文的转发吞吐量, 具有非常重要的意义。

测试方法
· 二分法自动查找。

广播帧转发（吞吐量）帧长选择

帧长选择
· RFC 2889建议7个值；
· 分别为64,128,256,512,1024,1280和1518字节。

为啥选择这7个值
· 最小64Bytes: 以太网的特性(CSMA/CD)决定；
· 128,256,512,1024,1280 都是设备处理最容易出错的值；
· 最大1518Bytes:以太网发展初期, 受当时技术的限制。

广播帧转发(吞吐量) 二分法查找

吞吐量
· 二分法自动查找。

查找思路
· 在测试中以一定速率发送一定数量的帧，并统计DUT转发的帧；
· 如果发送的帧与接收的帧数量相等，那么就将发送速率提高并重新测试；
· 如果接收帧少于发送帧, 则需要降低发送速率重新测试；
· RFC2544使用二分法自动查找吞吐量。

查找算法: 二分法
· 初始速率：第一次测试使用的速率；
· 最小速率：当测试不通过且当前速率等于最小速率时，不再降速测试 ；
· 最大速率：当测试通过且当前速率等于最大速率时，不再增速测试 ；
· 速率精度：当相邻两次速率小于精度, 测试就停止。

广播帧转发（吞吐量）二分法举例
· 第1次测试仪以50%的速率发送frame
· 如果没有丢包, 第2次以75%的速率发送frame
75=50+(100-50)/2
· 如果有丢包, 第3次以62.5的速率发送frame
62.5=50+(75-50)/2
· 如果没有丢包, 第4次以68.75的速率发送frame
68.75=62.5+(75-62.5)/2

二、测试说明

广播帧转发测试 拓扑

端口数量
· 1个发送端口
· 1个或多个接收端口
· 本例中有3个接收端口

拓扑说明
· DUT的4个端口在同一个VLAN
· 测试仪Port1发送广播报文
· DUT将广播报文复制3份,从3个端口发送出去
· 测试仪Port/2/3/4接收广播报文

DUT配置
以思科C3750交换机为例
· 为了防止干扰, 将4个与测试仪相连的端口配置在一个VLAN里；
· 其它保持默认。
!
interface GigabitEthernet1/0/1
switchport access vlan 20
switchport mode access
!
interface GigabitEthernet1/0/2
switchport access vlan 20
switchport mode access
!
interface GigabitEthernet1/0/3
switchport access vlan 20
switchport mode access
!
interface GigabitEthernet1/0/4
switchport access vlan 20
switchport mode access
!

广播帧转发测试 流程
1.添加机框
2.占用端口
3.选择向导
4.选择广播帧转发测试
5.配置接口
6.配置流量
7.配置测试参数
8.配置广播帧转发参数
9.运行测试
10.查看结果
11.导出报告

准备工作: 添加机框

准备工作: 预约端口

三、测试配置

选择向导
选择RFC2889向导

选择广播帧转发测试
测试项目
· 选择广播帧转发测试

选择端口
选择端口
· 选择参与测试的端口

配置接口
· 默认无接口
· 选择添加接口

向导配置接口
· 一步一步根据需求填充

向导配置接口: VLAN等
· 根据场景决定是否添加
· 本例中不需要添加

配置MAC地址
· 可选 配置
· 默认即可, 也可以修改

向导接口配置结果
配置结果
· 创建4个Interface, 每个Port各一个
· 对于二层交换机来说, 只关注MAC地址

选择接口
· 刚才配置的接口
· MAC/IP等 可修改

选择流量模型
根据左侧拓扑选择
· 源端口为Port1
· 目的端口为Port2/3/4

配置 测试参数
时间
· 开始发送流量之前等待2秒
· 停止发送流量之后等待10秒

结果保存路径
· 默认路径
· 可以自己指定

时延类型
· 本测试项目不关注

启用学习
· 是否进行二层学习
· 本例发送广播报文, 不需要学习

配置 广播帧转发 参数

广播帧转发 关键参数说明
测试时间
· 默认60秒
测试次数
· 默认1次
· 可以配置多次, 取平均值

默认取7个特殊字节来测试

最小速率：当测试不通过且当前速率等于最小速率时，不再降速测试
最大速率：当测试通过且当前速率等于最大速率时，不再增速测试
初始速率：第一次测试使用的速率
速率精度：当相邻两次速率小于精度, 测试就停止
可丢包百分比：当丢包率小于阈值时, 也记为测试通过

自动生成Smart Script
Smart Scripts
· 根据配置自动生成Smart Scripts
· 从右侧自动弹出

开始测试
点击Start按钮 自动 开始测试

四、测试报告

测试进度查看
· 消息界面里, 实时显示当前测试的字节
· 预估进度

自动弹出Result Analyzer
结果分析
· 专业软件
· 自动弹出

手工打开
· 自动安装
· 打开结果

Result Analyzer结果分析
最理想结果
· 无任何丢包
· 吞吐量所有接收端口的理论值之和
· 本例3个接收端口, 则结果为3000M为理想值

结果查看
· 点击RFC2889 汇总模板
· Forwarding Load(FPS)一列就代表广播转发速率
· 也可以查看后面的Mbps结果, 更直观

结果分析
· 3个接收端口, 所以速率为单个端口3倍
· 3个端口都是使用二分法自动查找的结果

测试报告导出
导出格式
· PDF
· HTML

结果定制
· 默认会保存所有测试内容
· 太过详细
· 可以选择汇总模板, 只保存汇总信息

测试报告内容
打开测试报告
· 查看广播帧转发速率: Forwarding Load(FPS)列
· 配置信息: 包含当前的测试配置信息

以上就是使用BigTao-V网络测试仪进行广播帧转发测试（吞吐量测试）全部流程。