本次参加评测的产品中,除华三的产品是电信级产品以外,其它厂家的产品均为定位为网吧级的产品。但即使同为网吧路由产品,各产品的硬件配置有较大的差距,就以处理器来说,有的产品采用533MHz主频的Intel IXP处理器,而有的产品却采用主频150MHz的88E6218、KS8695x处理器(此两款处理器只适用于SOHO级产品)。
由于硬件配置差距实在太大,造成参加本次横评的产品的性能测试数据也有很大差距。当然,除硬件外,各厂家的软件水平高低也会影响体现到性能测试数据上。就拿数据转发能力一项测试来说,路由器的数据转发能力主要取决于两方面的因素:处理器、设备生产商的软件研发能力。一般来说,ARM9处理器只能满足SOHO路由器的要求,选用MIPS以上的处理器才能满足网吧路由器的数据处理能力要求,目前主流的厂商的网吧路由器大多采用Intel IXP网络专用处理器。相同的处理器,不同的厂家路由器的数据处理能力也会有很大的差别。好的处理器能提高路由器数据转发能力,但如果软件效率不高,纵然是选用再好的处理器,也不能取得很好数据转发能力。因此,路由器的数据转发能力高低,从另外一个侧面反映出路由器的处理器性能好坏以及厂家的研发能力高低。
在网吧路由产品中,有两个最能反映产品的性能,一个参数是包转发能力,它反映产品的数据处理能力,另一个是最大连接数,它反映产品的待机量。
在数据转发能力测试中,表现最好的当然是华三的电信级产品,64Byte包长时的LAN到WAN数据转发能力可以到94.375%。在网吧级产品中,表现最好的是TL-LINK的TL-R4199G,64Byte包长时的LAN到WAN数据转发能力可以到43.3%,艾泰的Hiper 3310NB也不错,可以达到36.68%。有不少产品64Byte包长时的LAN到WAN数据转发能力只能达到10%左右。
在最大连接数测试中,我们是通过SmartBits6000来测试产品的TCP连接总数的,由于协议规定TCP端口总数只有65535个,而且还有一千多个是预留的固定端口,因此路由器建立的最大TCP连接总数只能做到64500左右。测试中,各产品的连接总数差距也很大,有的产品TCP连接总数表现很出色,已经达到TCP协议规定的最大连接数的极限值,如TP-LINK的TL-R4199G和欣向的NUR8118,借助其它工具同时进行TCP和UDP测试连接测试得出TL-R4199G最大连接数为100000左右,NUR8118最大连接数为80000左右。有的产品最大连接数很小,如IPtime的IP0409和Vigor的Pro 100最大连接数只有几千。
在利用Chariot软件进行的LAN到WAN Throughput测试中,一般的网吧产品都能达到或接近最高值(94.6M左右),但一些性能较差的产品仍存在差距,如Netcore、金浪、欣向的产品只能到70M左右,Vigor甚至只能到34M。
路由器的工作原理:
路由器识别不同网络的方法是通过识别不同网络的网络ID号进行的,所以为了保证路由成功,每个网络都必须有一个唯一的网络编号。路由器要识别另一个网络,首先要识别的就是对方网络的路由器IP地址的网络ID,看是不是与目的节点地址中的网络ID号相一致。如果是当然就向这个网络的路由器发送了,接收网络的路由器在接收到源网络发来的报文后,根据报文中所包括的目的节点IP地址中的主机ID号来识别是发给哪一个节点的,然后再直接发送。
衡量路由器性能的主要参数指标
抛开软件功能来讲,衡量路由器性能的两个最主要指标如下:
包转发率,也称端口吞吐量,是指路由器在某端口进行的数据包转发能力,单位通常使用pps(包每秒)来衡量。一般来讲,低端的路由器包转发率只有几K到几十Kpps,而高端路由器则能达到几十Mpps(百万包每秒)甚至上百Mpps。如果小型办公使用,则选购转发速率较低的低端路由器即可,如果是大中型企业部门应用,就要严格这个指标,建议性能越高越好。
并发连接数是指路由器或防火墙对其业务信息流的处理能力,是路由器能够同时处理的点对点连接的最大数目,它反映出路由器设备对多个连接的访问控制能力和连接状态跟踪能力,这个参数的大小直接影响到路由器所能支持的最大信息点数。
而影响这两个指标的最关键参数是:
1 处理器主频
首先,路由器的处理器同电脑主板、交换机等产品一样,是路由器最核心的器件。处理器的好坏直接影响路由器的性能,处理能力差的处理器,路由器性能好不了,但反过来处理器好了,路由器性能却未必就好,因为处理器不是决定路由器的惟一因素。
其次,市面上常有些路由器宣称诸如“处理器主频100M,性能强劲”之类。其实,除了处理器的主频外,还必须了解其总线宽度、Cache容量和结构、内部总线结构、是单CPU还是多CPU分布式处理、运算模式等等,这些都会极大地影响处理器性能,一点也不比主频次要,关键要看这颗CPU到底用的是什么内核,内部结构如何。
2 内存容量
处理器内存是用来存放运算过程中的所有数据,因此内存的容量大小对处理器的处理能力有一定影响。但有一个问题:内存的大小是一方面,能否科学地使用更重要。水平高的软件设计能很好地规划和使用内存,水平低的自己没有设计能力,直接Copy处理器芯片厂家提供未经优化的参考软件,内存就不能得到有效的规划和使用。这就好像布置房间,精明的上海女人善于“螺蛳壳里做道场”,每一件东西都摆得合情合理,每一寸都得到合理利用,十几平米的居室能摆下全部家具和电器。但换做一个懒惰的单身汉,同样大小的房间和同样多的家具和电器,不仅很可能摆不下,而且没过几天房间里到处是垃圾,立足的地方都没有。所以根据使用内存的大小来绝对地评判路由器性能的高低是不合理的。
3 Flash容量
Flash是用来存放操作系统和应用程序的,其大小主要取决于用何种操作系统、应用程序编写效率和用户界面的花哨程度。如果选用高效率的实时操作系统(如VxWorks、Ecos、Nucleus等),设计者理解深刻,裁剪合理,编写效率也很高,就可以使用小容量的Flash。如果选用低效率的操作系统(如Linux等),设计者对操作系统不了解,编写效率低,或根本照搬芯片厂家未经优化的参考软件,就只能使用大容量的Flash了。从这个角度来说,反而是Flash用得越小软件水平越高,产品越值得信赖。当然,产品功能多、用户界面花哨(如有很多高清晰图片)相对来说用的Flash会大一点。
虽然评测室之后已拟定一份规格标准限定,但作为首次路由器横向评测,及产品线各不相同等原因,各厂商送测的产品规格相差比较大,为此,本次评测将不包括软件和高级功能应用等部分,而把路由器的NAT方面等基本性能和主要硬件参数作为考量的重点。
虽然评测室之后已拟定一份规格标准限定,但作为首次路由器横向评测,及产品线各不相同等原因,各厂商送测的产品规格相差比较大,为此,本次评测将不包括软件和高级功能应用等部分,而把路由器的NAT方面等基本性能和主要硬件参数作为考量的重点。
测试平台
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测试主机
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SmartBits 6000C
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测试软件
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SmartApplications 1.2、NetIQ Chariot5.4 |
控制平台系统
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WindowsXP Professional SP2 EN
DirectX 9.0C |
产品参数设置
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打开NAT、关闭防火墙功能
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测试环境
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普通空调房
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注:
SmartApplications 是一款根据RFC 1242网络互联设备基准测试术语(Becnchmarking Terminology for Network Interconnection Devices)和RFC 2544 网络互联设备基准测试方法(Becnchmarking Methodology for Network Interconnection Devices),对桥接器、交换机和路由器进行性能分析的易于使用的自动化工具。SmartApplications 应用可在以太网、令牌环、ATM 和帧中继网络在内的多种拓扑环境中进行全面的测试。
测试方法说明:
Throughput(吞吐量、包转发率)测试:
Throughput(吞吐量)表示的是路由器每秒能处理的数据量。打个形象的比方,路由器的工作过程很像邮局包裹业务,邮局寄包裹是大家把物品、寄件人、收件人等信息交给邮局,邮局把物品包好,并贴上格式化的包裹单,检查无误后投递到目的地,收包裹是相反过程。路由器基本一样,只不过收发的东西是数据而已。Throughput就相当于邮局单位时间里的包裹处理能力,是路由器性能的直观反映。但同时,这个数据后面隐藏的名堂也是最多的。
首先应该说明路由器的Throughput,一定是LAN-to-WAN的Throughput,数据流出或流入局域网才需要路由器处理,才能代表路由器性能。而不是LAN-to-LAN,这代表的是路由器内部小交换机性能,一点意义都没有。这就像邮局单位时间里的包裹处理能力,一定指的是运出和运进邮局的包裹量,而不是从邮局一个房间搬到另一个房间的包裹量。
其次,路由器Throughput,应该是在NAT(网络地址转换)开启、防火墙关闭的情况下得出的测试数据。这是因为NAT是宽带路由器最基本、最核心的功能,不开启NAT就不成其为宽带路由器了,而且软件设计的好坏直接影响到NAT效率和路由器性能,所以NAT开启的Throughput才是有意义的。而防火墙,应该算做宽带路由器附带的高级功能,有的产品防火墙规则很多很复杂,能过滤很多东西,有的产品规则就又少又简单。规则多、复杂的,CPU用来过滤数据的时间就长,规则少、简单的,过滤数据的时间就短,这对Throughput测试数据影响还是挺大的。为公平起见,在测试路由器Throughput时,特别是在不同产品性能比较时,把防火墙关闭是合理的。防火墙的评判,一般放在功能里比较而不是性能比较。
常见Throughput测试方法有两种,一是Smartbits测试,一是Chariot测试。
Smartbits测试方法简介:
Smartbits测试是使用全球最权威的网络设备测试仪Smartbits2000或6000,配以专业的测试软件SmartApplication,用连续不断的UDP包,来测出对不同大小的数据包,路由器每秒能处理的包数量。路由器在处理数据包时,主要的时间花在处理包头、包尾上,对不同大小的数据包,路由器每秒能处理的包数量差别不会太大。这就像邮局处理包裹,主要的时间是花在处理寄件人、收件人和物品信息以及检查上,包裹重一点轻一点对处理速度影响不会太大。如128Byte包每秒能处理10000个,并不能做到64 Byte包每秒处理20000个,而是只比10000个略多一点点,比如10100个。例如:有些说法认为路由器在处理最大的1518Byte包时每秒8000个(理论上处理1518Byte包达到100M线速的极限值是每秒8127个),折算出Throughput是100M*8000/8127=98.44M,于是称该路由器Throughput高达98.44M;而实际上这个路由器在处理最小的64Byte包时每秒是11000个(理论上的极限值是每秒148810个),折算只有100M*11000/148810=7.39M,两者相差13倍多!同样,说路由器的“Throughput高达97M”,也很可能是1518Byte包达到97M,而处理64Byte的包却很可能只有7.39M!更为重要的是,小包转发的处理能力才能真正体现路由器的Throughput能力!目前市场上大多数的主流路由器处理512、1024和1518Byte这样的大包,Throughput大都能近似线速,而测试256、128和64Byte等小包的时候,性能差异立即体现。而大多数路由器的实际应用里小包转发能力十分关键,比如网吧里经常玩游戏,每操作一个游戏指令,每扣动一个扳机,转发的全部是小包,如果路由器处理小包的能力不够强,就很难应付游戏的大量小包转发需求,游戏玩起来就很不顺畅。所以NAT开启64 Byte小包的LAN-to-WAN 的Throughput才真正具有评价意义。
Smartbits简介:
思博伦通信的Smartbits系列数据网络测试平台提供了以太网业务所必需的测试功能,能快速地验证以太网业务,节省现有的人力资源,并且使用人员无需很多数据通信方面的经验,可选的POS和ATM接口卡还可以完成部分SDH和ATM的功能及性能测试。对于对ATM有更深入测试需求的用户,思博伦公司还提供了更专业的ATM测试仪表——AX4000宽带网络测试平台,用以满足ATM测试全方位的需求。
SmartBits是数据通信业界广泛认同的对于网络设备及网络性能测试的标准测量仪表,在北美、欧洲和亚洲,它被广泛的用于政府、大学科研机构、各大网络通信公司、运营商等相关组织中。在进入中国的短短几年里,SmartBits用户遍及全国,成为网络设备从业人员不可缺少的工具之一,在同类产品中具有绝对优势。使用SmartBits可以帮助用户测试设备及网络性能,如吞吐量、延迟、丢包等指标,更可以在一个端口中模拟上千万个网络的数量,并可以对其各自的性能进行分析,测试出不同的QoS下不同流量的表现。
SmartBits测试系统有2X系列和6X系列两大类机箱,每个系列中又分别有机架式和便携式两种机箱。2X系列机架式机箱有20个槽位,最多可以支持20个10/100M接口;2X系列便携式机箱有4个槽位,最多可以支持4个10/100M接口;6X系列机架式机箱有12个槽位,最多可以支持96个10/100M接口;6X系列便携式机箱有2个槽位,最多可以支持16个10/100M接口。
SmartBits提供丰富的接口:包括10MUSB接口,10M/100M/1000M以太网接口,E1/25M/Oc3/Oc12ATM接口,Oc3/Oc12/Oc48/Oc192POS接口和1G/2G Fiber Channel接口。
SmartBits支持不同接口类型之间的互通测试,支持多用户操作,不同的操作人员可以使用同一机箱上的不同板卡,从而提高了测试设备的使用效率。Smartbits还可以通过机箱之间的扩展达到超过1000端口的测试密度,而且支持远程GPS/CDMA的时钟同步系统进行精准的异地延迟等高要求的测量。整个系统有良好的扩展性。
SmartBits提供了丰富的测试软件,用户可以通过安装了测试软件的PC机(Windows 9X/NT/2000/XP)控制SmartBits设备,这种控制既可以是本地也可以来自远程。同时SmartBits提供灵活的编程接口,支持TCL和C等语言。用户既可以选择使用功能灵活的软件自定义测试方法与网络拓扑,实现任意功能或性能测试,也可以使用基于标准的定制软件进行基准测试。
Chariot测试方法简介:
Chariot测试则是用两台服务器,安装NETIQ公司的软件Chariot,一台接路由器WAN口,一台接LAN口,通过统计一个预定长度和格式的脚本文件无差错地从一台服务器传送到另一台服务器的时间来计算出路由器的Throughput。建立的连接数越多,对路由器软件的性能要求越高,软件写得差的,在连接数增加时,其Throughput会直线下降,甚至导致无法连接;而软件写得好的路由器则很平稳,甚至会随连接数的增加反而略有上扬。Chariot测试不象Smartbits测试那样是测试UDP“包”,而是数据“流”,其数据封装成多大TCP包和服务器操作系统相关,但一般都封装为1518Byte大包,所以其测试数据会比用Smartbits测试64 Byte小包的数据好看很多倍。
Chariot简介:
Chariot 是业界著名的多功能网络业务测试软件。非常多的评测实验室都在使用Chariot 软件进行网络设备的性能测试,比如一些千兆以太网卡横向比较测试和无线局域网产品的横向比较测试,我还看到很多对于防火墙设备的评测都采用了Chariot 。
Chariot 的基本组成包括Chariot 控制台和Endpoint 。其中Chariot 控制台可以运行于Microsoft 的各种Windows 平台。在Chariot 控制台上可以定义各种可能的测试拓扑结构和测试业务类型。
Endpoint 可以运行在几乎目前流行的所有操作系统上。Chariot Endpoint 能够充分利用运行主机的资源,执行Chariot 控制台发布的Script 命令,从而完成需要的测试
从上面可以看到,欣向、H3C、TP-Link产品的连接数都达到了相当高的级数,特别是TP-Link和欣向的产品,达到了额定最高TCP连接数,如果加上UDP,应该还不止这个数。
最大连接速率测试
在最大连接速率测试中,各产品的差别也是比较大,TP-Link、艾泰、欣向、阿尔法的产品获得了较高的成绩。
由于协议规定TCP端口总数只有65535个,而且还有一千多个是预留的固定端口,因此路由器建立的最大TCP连接总数只能做到64500左右。测试中,各产品的连接总数差距也很大,有的产品TCP连接总数表现很出色,已经达到TCP协议规定的最大连接数的极限值,如TP-LINK的TL-R4199G和欣向的NUR8118,借助其它工具同时进行TCP和UDP测试连接测试得出TL-R4199G最大连接数为100000左右,NUR8118最大连接数为80000左右。有的产品最大连接数很小,如IPtime的IP0409和Vigor的Pro 100最大连接数只有几千。
SmartBits包转发能力测试
SmartBits的包转发率测试是相当考验路由器性能的一个环节,在这个环节,H3C的产品表现相当突出,64byte小包达到了94.375,还有TP-Link、华硕、艾泰的产品都表现不错。
Chariot Troughput测试
Chariot Throughput作为SmartBits测试的一个补充,也能在一定程度上体现出路由器的性能,不过成绩明显比SmartBits测试好看。
在数据转发能力测试中,表现最好的当然是华三的电信级产品,64Byte包长时的LAN到WAN数据转发能力可以到94.375%。在网吧级产品中,表现最好的是TL-LINK的TL-R4199G,64Byte包长时的LAN到WAN数据转发能力可以到43.3%,艾泰的Hiper 3310NB也不错,可以达到36.68%。有不少产品64Byte包长时的LAN到WAN数据转发能力只能达到10%左右,金浪KN-S1078和Vigor的Pro 100甚至只有6%和3%。
本次参加评测的产品中,除华三的产品是电信级产品以外,其它厂家的产品均为定位为网吧级的产品。但即使同为网吧路由产品,各产品的硬件配置有较大的差距,就以处理器来说,有的产品采用533MHz主频的Intel IXP处理器,而有的产品却采用主频150MHz的88E6218、KS8695x处理器(此两款处理器只适用于SOHO级产品)。
由于硬件配置差距实在太大,造成参加本次横评的产品的性能测试数据也有很大差距。当然,除硬件外,各厂家的软件水平高低也会影响体现到性能测试数据上。就拿数据转发能力一项测试来说,路由器的数据转发能力主要取决于两方面的因素:处理器、设备生产商的软件研发能力。一般来说,ARM9处理器只能满足SOHO路由器的要求,选用MIPS以上的处理器才能满足网吧路由器的数据处理能力要求,目前主流的厂商的网吧路由器大多采用Intel IXP网络专用处理器。相同的处理器,不同的厂家路由器的数据处理能力也会有很大的差别。好的处理器能提高路由器数据转发能力,但如果软件效率不高,纵然是选用再好的处理器,也不能取得很好数据转发能力。因此,路由器的数据转发能力高低,从另外一个侧面反映出路由器的处理器性能好坏以及厂家的研发能力高低。
在网吧路由产品中,有两个最能反映产品的性能,一个参数是包转发能力,它反映产品的数据处理能力,另一个是最大连接数,它反映产品的待机量。
在数据转发能力测试中,表现最好的当然是华三的电信级产品,64Byte包长时的LAN到WAN数据转发能力可以到94.375%。在网吧级产品中,表现最好的是TL-LINK的TL-R4199G,64Byte包长时的LAN到WAN数据转发能力可以到43.3%,艾泰的Hiper 3310NB也不错,可以达到36.68%。有不少产品64Byte包长时的LAN到WAN数据转发能力只能达到10%左右。
在最大连接数测试中,我们是通过SmartBits6000来测试产品的TCP连接总数的,由于协议规定TCP端口总数只有65535个,而且还有一千多个是预留的固定端口,因此路由器建立的最大TCP连接总数只能做到64500左右。测试中,各产品的连接总数差距也很大,有的产品TCP连接总数表现很出色,已经达到TCP协议规定的最大连接数的极限值,如TP-LINK的TL-R4199G和欣向的NUR8118,借助其它工具同时进行TCP和UDP测试连接测试得出TL-R4199G最大连接数为100000左右,NUR8118最大连接数为80000左右。有的产品最大连接数很小,如IPtime的IP0409和Vigor的Pro 100最大连接数只有几千。
在利用Chariot软件进行的LAN到WAN Throughput测试中,一般的网吧产品都能达到或接近最高值(94.6M左右),但一些性能较差的产品仍存在差距,如Netcore、金浪、欣向的产品只能到70M左右,Vigor甚至只能到34M。
获奖产品:
最佳性能奖:H3C MSR 20-20
MSR 20系列路由器设备在硬件设计方面充分地考虑到集成综合业务的需要,采用了先进的N-Bus多总线设计方案,语音、数据、交换、安全四大业务分别经由不同的总线,由专门的协处理引擎并行完成处理,消除总线和CPU性能瓶颈,大大提高了该系列路由器集成的多业务部署和实施能力。可满足行业网边缘用户、大中型企业分支机构和小型企业总部多种高质量并发业务无缝集成、完美融合。属于运营级产品,各项主要性能比较均衡,在所有产品中测试数据综合最佳。
编辑选择奖:
TP-Link TL-R4199G
TL-R4199G新一代千兆网吧专用宽带路由器采用Intel IXP网络专用处理器,基于Intel XScale技术,主频高达533MHz,多CPU分布式处理,性能优越;同时采用六层PCB,1U钢壳,并内置高冗余电源模块,充分保证整机的稳定可靠。在测试中表现更是突出,各项测试成绩都处于前列。
华硕 RX3041H
RX3041H是一款高性能,高速度,易管理,并能提供互联网络安全保障的路由器。它具备4个10/100Mbps自动切换MDI/MDIX模式的接口,1个WAN 以太网接口以及一个用于管理的终端控制接口。虽然在连接数方面较少,但强劲的转发能力和相对其它产品更低的价位,使其成为一个不错的选择。
锐捷 RG-NBR300
RG-NBR300是锐捷网络公司推出的针对中小型网吧、中小企业宽带上网的一款多功能电信级宽带路由器。采用64位高性能Motorola PowerPC RISC微处理器,高性能网络操作平台RGNOS,1个控制台口,固化1个10/100M的WAN口,4个10/100M的LAN口,所有接口都可以自动的识别网线和交叉线,独特的硬件端口镜像功能,LAN口可以方便的实现限速功能。强大的硬件配置构成了NBR300比较均衡的性能表现。
欣向 NuR8118
NuR8118 宽带路由器是针对企业级用户定制开发的高端产品,提供光纤等高速接入方式的解决方案,针对高端企业级用户对应用的苛刻要求,网络环境复杂等特点进行了硬件平台和软件的优化。提供接近线速的高速转发,独有的 QoS 机制可以满足各种需求,灵活的带宽控制策略可以均衡利用带宽及分配内网流量,支持基于用户和基于服务两种带宽管理策略,同时可以管理和监测每个 IP 的网络使用效能。IXP533Mhz的CPU,加上128MB的内存,让8118拥有极大的连接数,是网吧不错的选择