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以太网测试专题


2013-7-11

Security Level: Internal Use Only

Optix OSN产品以太 网测试专题
骆胜 52739
www.huawei.com

HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.

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前言
基于以太网测试原理,开发此课 程。 本课程旨在以太网测试的基础原 理知识,掌握以太网测试仪表的 使用方法,以太网测试重要指标 的理解和测试方法。

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学习指南
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本课程主要针对以太网测试的内容进 行组织。 学习本课程之前,建议先学习《数据 特性原理》; 本课程的重点是理解以太网测试原理 知识、以太网测试仪表的使用方法; 本课程的难点是理解以太网测试4个指 标的含义和测试结果的分析。

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参考资料
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数据单板开局指导书 SmartBits测试仪表使用手册

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课程目标
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学习完此课程,您应能:
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理解以太网测试的基础知识 理解以太网测试4项指标的含义 掌握SmartBits测试设备的测试方法 掌握测试结果的分析方法

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内容介绍
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以太网测试原理知识介绍

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以太网测试设备及测试软件介绍
使用SmartBits测试方法及测试

结果解读
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其他测试工具介绍

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内容介绍
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以太网测试原理知识介绍
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以太网测试原理简介
常见测试指标介绍

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以太网测试原理简介-测试项目
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性能测试
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吞吐量(Throughput)
时延(Latency) 丢帧率(Frame Loss Rate) 背靠背(Back-to-Back)

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?

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功能测试
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组播功能测试

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MAC地址表深度测试

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以太网测试原理简介-性能测试目的
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设备制造商
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所采用的系统结构的性能表现能到达哪一地步? 产品的强项是什么? 产品的弱势在什么地方?

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运营商和服务供应商
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网络能否处理突发性数据? 每个元器件的极限怎样? 设备能提供不同的QoS吗?

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企业网和大用户
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哪种产品能提高最好的性能。 所购买的设备性能是否象供货商所说的那样?是否物有所值? 设备在负载下的表现如何? 网络设计的参数是否适当?能用到实际的网络中吗?
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以太网测试原理简介-性能测试思路
让被测试设备承受不同的负载,检测他们的表现(正常情况下和超 大负荷情况下的表现)。 测试它的容量( 例如吞吐量),以及处理业务的特征如何( 例如 时延)。
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不同的设备由于采用了不同的硬件结构,性能表现会有所不同。 同一个设备在不同的负载时也会有不同的表现。

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设备的配臵不同也会引起不同的表现。

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以太网测试的主要方法
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网络设备性能验证测试
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主要针对单台设备的性能

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网络性能测试
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主要针对整个网络的应用

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自定义测试
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可能是前两种的组合

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网络设备性能验证测试
Tester Traffic generation

Traffic analysis

Device Under Test (DUT)

在测试期间,测试仪表将尽量模拟实际应用中的数据流的情况。验 证网络设备的性能,检测其是否与厂商所提供的指标一致。
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网络性能测试
Tester
Traffic generation Traffic analysis

Input

Output

System Under Test (SUT)

验证网络系统的性能,例如系统时延、QoS等等

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自定义测试
GPS

Tester

Tester

Traffic generation

Traffic analysis

Input Output
System Under Test (SUT)
对于系统开通测试则侧重于测试网络对实际业务的支持能力,包括系统延时、吞吐 量、丢包率……
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内容介绍
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以太网测试原理知识介绍
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以太网测试原理简介
常见测试指标介绍

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常见性能测试项目
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Throughput 吞吐量
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网络不丢帧情况下的最大帧转发速率。

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Latency 时延
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存储转发和比特转发。

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Frame loss rate 帧丢失率
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在网络稳定状态下由于网络资源缺乏造成的不能转发的数据帧和总数据 帧的百分比

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Back-to-Back 背靠背
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长度固定的数据包以最小间隔的速率(即对应介质的最大速率)向设备 发包,不丢包的最大数目。

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吞吐量
Tester

Xmax

Y Device Under Test (DUT)
? ? ? ? ?

从设备所能支持的最大的线速帧速率Xmax开始测试

Xmax

当设备开始丢帧的时候,降低帧速率Y
当设备没有丢帧的时候,提高帧速率Y 通常通过二分法来测试出当X=Y下的最大的帧速率
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Throughput=Y/Xmax*100%

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吞吐量
? ? ? ? ? ?

当设备满流量发送数据,则其最小包间隙应该12Byte。
(01,03,01) (01,03,08) to (01,03,01) (pks/sec)
100M 100M

通用的一个计算公式。

Frame Size

Passed Rate(%)

to (01,03,08) (pks/sec)
100M -

Total

(L+8+M)×8×N=100M
L为以太网帧长; M为包间隙; N为设备每秒钟发出的数据帧的个数;
64 128 256 55.45 52.02 50.27

100M

82508 43937 22769

82508 43937 22769

165016 87874 45538

?
? ? ?

括号中的8为每个以太网帧前面的7个前导码+1个定帧字节;
括号外面的8为一个Byte包含8个Bit; 100M表示物理层的bit速率; 因此,如果设备满流量发送64字节的帧,则每秒钟可以发送148810个。

512
1024 1280 1518

48.65
48.63 48.63 48.62

11431
5822 4676 3951

11431
5822 4676 3951

22862
11644 9352 7902

EFS单板绑定1个VC3的吞吐量

图示,64字节吞吐量=82508/148810×100%=55.45% 为什么短字节的吞吐量较长字节的值要大呢?其有效净荷怎样计算呢? 如果是线速系统,吞吐量应该为多少?
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时延
Tester

Rate=T-put

Tagged Frame Δt
? ? ?

设 定 Frame rate <= throughput,为什么? 将目标数据帧插入数据流中(Tagged frame is injected into data stream) 测试计算目标数据帧的时延(Latency of the tagged frame is measured)

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存储转发设备的延时

Input port

Output port

Δt
? ?

?

数据帧的最后一个bit进入设备开始计时 数据帧第一个bit出现在输出端口结束 二者时间差为存储转发设备的延时 反应网络设备的性能(包转发速度),通常都是不和位转发设备进行比较。

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比特转发设备的延时
Input port Output port

Δt
? ? ?

从第一bit位进入开始记时 到第一bit位出现在输出端口结束 二者时间差为比特转发设备的延时 反应网络设备的性能,通常都是不和存储转发设备进行比较。

?

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时延
Frame Size Rate Tested(%) (01,03,01) to (01,03,08) (us)-CT
100M -100M

(01,03,01) to Average (CT) (01,03,08) (us)-S&F
100M -100M

Average (S&F)

64 64 128 128 256 256 512 512 1024 1024 1280 1280 1518 1518

10.00 54.00 10.00 50.00 10.00 50.00 10.00 48.00 10.00 48.00 10.00 48.00 10.00

312.80 318.70 333.90 335.60 370.10 372.40 440.40 435.30 571.80 566.10 636.30 639.60 704.60

312.800 318.700 333.900 335.600 370.100 372.400 440.400 435.300 571.800 566.100 636.300 639.600 704.600

307.70 313.60 323.70 325.40 349.70 352.00 399.50 394.40 489.90 484.20 533.90 537.20 583.20 578.00

307.700 313.600 323.700 325.400 349.700 352.000 399.500 394.400 489.900 484.200 533.900 537.200 583.200 578.000

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时延通常测试的都是测试网络的时 延。 我司设备都是存储转发设备。 时延测试的时候,其发帧速率应该 小于其吞吐量。

? ?

?

仪表工作在何种方式可以设臵。

EFS单板绑定1个VC3的时延 48.00 699.40 699.400

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丢帧率
Tester

X Frames

Y Frames
? ?

Frame loss rate = (X-Y)/X *100%(通常丢包率+吞吐量=1) 从最大的帧速率开始在不同的帧速率下测试(Measure at various frame rates starting with maximum frame rate)

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Back-to-Back
Tester

Minimum frame gap

Burst Size

Max Burst Size

Device Under Test (DUT)
? ? ?

首先给被测试设备发送最小包间隙且规定数目的数据帧 如果没有帧丢失的话,增加数据帧的突发尺寸(数量)( If no frames are dropped, increase burst size) 测试被测设备所能处理的最大的突发尺寸(数量)(Determine the largest burst size the DUT can handle)
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Back-to-Back
(01,03,01) to
Frame Size Rate Tested(%) (01,03,08) Burst Size (frames)
100M -100M

(01,03,08) to (01,03,01) (frames)
100M -100M

Total

64
128 256 512

100.00
100.00 100.00 100.00

4333
2012 968 473

4335
2012 969 473

8668
4024 1937 946

1024
1280 1518
? ?

100.00
100.00 100.00

235
188 158

237
189 158

472
377 316

此指标测试结果为实际通过的帧的个数。 通过这个表格,你能算出来这块单板在该配臵下,对于每个典型 包长不丢帧的最长时间是多少吗?

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测试注意事项
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需要关流控。 测试必须连接设备的不同端口。(仪表要求) 保证对接设备两端端口的物理层工作模式要一致,且为全双工。 测试时延需要将最高帧速率低于吞吐量。 每次测试时间和测试次数需要。

设备上只配臵不区分Vlan的EPL业务即可。
一般要求测试时间为60秒,次数为1次。(也可根据具体情况进行设 臵,10秒或3秒)且只测试典型包长的值即可。

如果每次测试的时间太短(0.01秒甚至更小)会有什么问题?会影响
到哪个指标的测试?
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小结
对单台设备的测试 测试方法 对系统的测试 自定义测试

吞吐量 时延 丢帧率 Back-to-Back
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数据处理的最大速率
存储转发

测试项目

比特转发

稳定状态下的帧丢失情况 突发数据处理能力
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问题
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问题1:以太网测试的主要方法有哪些? 问题2:以太网测试常见四个指标的具体含义是什么?

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本节我们主要讲解了:
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小结

以太网测试的基本方法
以太网常见四个指标的含 义

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内容介绍
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以太网测试原理知识介绍

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以太网测试设备及测试软件介绍
使用SmartBits测试方法及测试

结果解读
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其他测试工具介绍

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内容介绍
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以太网测试设备及测试软件介绍
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以太网测试设备介绍
SmartWindow介绍 SmartApplication介绍

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以太网测试设备介绍
常见的以太网测试设备有:
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Spirent公司的SmartBits系列 IXIA公司的IXIA系列 华为公司的Tesgine ……

本胶片以SmartBits600为例进行以太网测试设备的介绍。其他设备的测 试原理相同,只是相关的测试软件不同,具体的操作方法请参见相关的 设备测试手册。 SmartBits等网络测试仪除了具有以太网指标测试功能以外,还有网络分 析功能。
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SmartBits系列测试设备
2000 200 6000B 6000C

600
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SmartBits 600/6000B/6000C
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SmartBits 600
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2槽位机箱 1 到 16 端口/机箱 支持所以已有模块 前面板有重启和控制状态指示

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?

?

?

SmartBits 6000B 和 6000C
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12槽位机箱 1 到96 端口/机箱 支持所以已有模块 前面板有重启和控制状