RFC2889MAC地址學習速率——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MAC地址學習速率測試。

二、MAC地址學習速率概述

定義
· 交換機能夠學習MAC地址的最大速率

爲什麼需要測試
· 交換設備根據MAC地址轉發frame
· 如果在MAC表中沒有找到相應的MAC表項, 就會進行flooding
· MAC地址學習速率越大, 單位時間能正常轉發的frame就越多

主要考察
· 交換機的CPU處理能力

測試方法
· 二分法自動查找最大速率

地址學習原理
學習原理
· 交換機收到報文, 記錄報文的源MAC
· 在交換機上建立源MAC和收到報文端口的對應表(MAC Table)
· 收到報文, 根據報文目的MAC查找MAC Table, 從特定端口轉發
· MAC Table裏找不到表項, 就會Flooding

地址學習舉例
· PC1向PC2發送報文
· 交換機從端口G1/0/1收到PC1發送的報文, 根據報文的目的MAC(PC2 MAC)查找 MAC地址表
· 如果找到PC2 MAC對應表項, 則只從G1/0/2轉發出去
· 如果找不到PC2 MAC對應表項, 則從所有UP的端口上(G1/0/2, G/10/3), 將報文Flooding出去
· PC3也能收到PC1發送給PC2的報文

三、測試拓撲

至少三個端口
· 測試端口
· 學習端口
· 鏡像端口

測試原理
原理
· 利用交換設備對未知單播進行Flooding的特性

概述
· 交換設備收到Frame, 根據目的MAC查找MAC table中
· 如果找到MAC-接口映射表項, 則只從這個接口發送出去
· 如果找不到MAC-接口映射表項, 會從所有UP的接口發送(Flooding)出去

測試過程: MAC地址學習
· 測試儀學習端口(Port2)發送學習報文
· 測試儀端口Port2模擬10000個主機, 向測試儀端口Port1模擬的一個主機以5000個/秒的速率發送10000個Frames
· 這些Frame的源MAC是變化的, 目的MAC是測試端口模擬的1個主機
· DUT的學習端口收到Frame以後, 盡最大速率建立MAC-端口(學習端口)的映射關係

測試過程: 發送測試報文
· 測試儀測試端口(Port1)發送測試報文
· 測試儀端口Port1模擬1個主機, 向測試儀端口Port2模擬的10000個主機發送Frames
· 這10000個Frames的源MAC是Port1模擬的1個主機, 目的MAC是Port2模擬的10000個主機
· 交換機收到Frame以後, 根據目的MAC查找 MAC-端口的映射關係

測試過程: 鏡像端口觀測
測試儀鏡像端口(Port3)未收到流量
· 本次測試成功
· 交換機可以處理5000個/秒的學習速率, 能夠建立全部的表項
· 下輪測試交換機需要加大發送速率

測試儀鏡像端口(Port3)收到流量
· 本次測試失敗
· 網絡中有報文被Flooding, 5000個/秒的速率超過交換機的處理能力, MAC有部分沒有建立映射表項
· 下輪測試交換機需要減少發送速率

地址學習速率測試流程
添加機框→預約端口→選擇嚮導→選擇地址學習速率→配置接口→配置流量→配置測試參數→配置地址學習速率參數→運行測試→查看結果→導出報告

準備工作: 添加機框

準備工作: 預約端口

Switch配置
以思科C3750爲例
· 將3個與測試儀相連的端口配置在一個VLAN裏
!
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
!

四、測試配置

選擇嚮導
選擇RFC2889嚮導

選擇地址學習速率測試
測試項目
· 選擇地址學習速率測試

選擇端口
· 選擇參與測試的端口

配置接口
· 默認無接口
· 選擇添加接口

嚮導配置接口
· 一步一步根據需求填充

嚮導配置接口: VLAN等
· 根據場景決定是否添加
· 本例中不需要添加

配置MAC地址
· 可選配置
· 默認即可, 也可以修改

嚮導接口配置結果
· 創建3個Interface, 每個Port各一個
· 對於二層交換機來說, 只關注MAC地址

選擇接口
· 剛纔配置的接口
· MAC/IP等可修改

選擇流量模型
根據左側拓撲選擇
· 測試端口(源)
· 學習端口(目的)
· 鏡像端口(監測)

添加流量
· 源-目的
選擇流量模型
根據左側拓撲選擇
· 測試端口(源)
· 學習端口(目的)
· 鏡像端口(監測)

添加流量
· 源-目的

選擇測試參數
時間
· 開始發送流量之前等待2秒
· 停止發送流量之後等待10秒

結果保存路徑
· 默認路徑
· 可以自己指定

時延
· 結果中顯示時延
· 類型根據Switch轉發類型選擇
· 本項測試不關注

配置地址學習速率參數

關鍵參數: 二分法
二分相關
· 最小值: 當測試不通過且當前速率等於最小個值時，不再測試
· 最大值: 當測試通過且當前速率等於最大值時，不再增加測試速率
· 初始值: 第一次測試時的發送速率
· 精度: 當相鄰兩次速率小於精度, 測試就停止

老化時間
· 必須比交換機的老化時間略大
· 交換機一般默認爲300秒, 可修改
· 通常需要修改, 不然測試時間非常長