RFC2899廣播幀轉發測試——網絡測試儀實操

一、簡介

RFC 2889爲LAN交換設備的基準測試提供了方法學，它將RFC 2544中爲網絡互聯設備基準測試所定義的方法學擴展到了交換設備，提供了交換機轉發性能（Forwarding Performance）、擁塞控制（Congestion Control）、延遲（Latency）、地址處理（Address Handling）和錯誤過濾（Error Filtering）等基準測試的方法說明。除去備忘錄狀態、介紹、要求以及後面的安全機制、參考文獻等輔助性說明外，RFC 2889的核心內容分別爲測試設置、幀格式與長度和基準測試3大部分。

基準測試是RFC 2889的最主要內容，它從測試目標、參數設置、測試過程、測量方法和測試報告格式等方面，詳細描述了下列10個針對局域網交換設備的基準測試：

· 全網狀互連條件下的吞吐量、丟幀率和轉發速率（Fully Meshed Throughput, Frame Loss and Forwarding Rates）；
· 部分網狀互連條件下的一對多/多對一（Partially Meshed One-To-Many/Many-To-One）；
· 部分互連的多個設備（Partially Meshed Multiple Devices）；
· 部分網狀互連條件下的單向通信流量（Partially Meshed Unidirectional Traffic）；
· 擁塞控制（Congestion Control）；
· 轉發壓力和最大轉發速率（Forward Pressure Maximum Forwarding Rate）；
· 地址緩衝容量（Address Caching Capacity）；
· 地址學習速率（Address Learning Rate）；
· 錯誤幀過濾（Errored Frame Filtering）；
· 廣播幀轉發和時延（Broadcast Frame Forwarding and Latency）。

接下來將爲您演示使用BigTao-V網絡測試儀進行廣播幀轉發測試（吞吐量測試）

廣播幀轉發概述

廣播幀轉發測試
· 主要測試交換設備的吞吐量；
· 和RFC2544吞吐量測試類似, 只是報文類型是廣播。

吞吐量介紹
· 吞吐量, 吞吐率, throughput；
· 在RFC1242中提出；
· 它評估網絡設備性能的首要指標。

吞吐量定義
· 在設備沒有丟幀的情況下, 最大的轉發速率；
· 通常使用每秒鐘通過的最大的數據包數(PPS/FPS)或者bit數來衡量(bit/s, Kbit/s, Mbit/s,Gbit/s…) 。

廣播幀轉發測試（吞吐量）

廣播報文
· 目的MAC爲全FF(FF:FF:FF:FF:FF:FF)；
· 交換機收到一個廣播報文以後, 會從所有UP的端口(同一VLAN)發送出去。

爲什麼測試廣播吞吐量
· 二層網絡中, 存在大量的廣播報文；
· 交換機作爲二層網絡的主力設備, 需要處理大量的廣播報文；
· 測量交換機對廣播報文的轉發吞吐量, 具有非常重要的意義。

測試方法
· 二分法自動查找。

廣播幀轉發（吞吐量）幀長選擇

幀長選擇
· RFC 2889建議7個值；
· 分別爲64,128,256,512,1024,1280和1518字節。

爲啥選擇這7個值
· 最小64Bytes: 以太網的特性(CSMA/CD)決定；
· 128,256,512,1024,1280 都是設備處理最容易出錯的值；
· 最大1518Bytes:以太網發展初期, 受當時技術的限制。

廣播幀轉發(吞吐量) 二分法查找

吞吐量
· 二分法自動查找。

查找思路
· 在測試中以一定速率發送一定數量的幀，並統計DUT轉發的幀；
· 如果發送的幀與接收的幀數量相等，那麼就將發送速率提高並重新測試；
· 如果接收幀少於發送幀, 則需要降低發送速率重新測試；
· RFC2544使用二分法自動查找吞吐量。

查找算法: 二分法
· 初始速率：第一次測試使用的速率；
· 最小速率：當測試不通過且當前速率等於最小速率時，不再降速測試；
· 最大速率：當測試通過且當前速率等於最大速率時，不再增速測試；
· 速率精度：當相鄰兩次速率小於精度, 測試就停止。

廣播幀轉發（吞吐量）二分法舉例
· 第1次測試儀以50%的速率發送frame
· 如果沒有丟包, 第2次以75%的速率發送frame
75=50+(100-50)/2
· 如果有丟包, 第3次以62.5的速率發送frame
62.5=50+(75-50)/2
· 如果沒有丟包, 第4次以68.75的速率發送frame
68.75=62.5+(75-62.5)/2

二、測試說明

廣播幀轉發測試拓撲

端口數量
· 1個發送端口
· 1個或多個接收端口
· 本例中有3個接收端口

拓撲說明
· DUT的4個端口在同一個VLAN
· 測試儀Port1發送廣播報文
· DUT將廣播報文複製3份,從3個端口發送出去
· 測試儀Port/2/3/4接收廣播報文

DUT配置
以思科C3750交換機爲例
· 爲了防止干擾, 將4個與測試儀相連的端口配置在一個VLAN裏；
· 其它保持默認。
!
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
!