交换机性能参数测试操作手册.doc

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交换机性能参数测试操作手册

文档编号：
版本：1.1
日期：2005-8-7

文档更新记录：
版本
作 者
联系方式
报告描述
完成日期
1.1
武兴荣
4116
交换机性能测试参数操作手册，包括Smartbits Application性能测试、AST性能测试操作步骤；另外添加Application性能介绍。
2005-8-10

一、目的
为了便于以后用SMB来测试交换机的相关性能的操作，特地撰写了该测试操作手册，给大家提供参考。

二、测试范围
该手册可用于用SMB对二层、三层交换机的性能测试。性能具体分为rfc 2544提及的吞吐量（Throughput）、延迟（Latency）、丢包率（Packet Loss）、背靠背（Back-to-back）四个主要指标和rfc 2889涉及到的转发能力（Forwarding）、拥塞控制（Congestion Control）包括线头阻塞（HOLB）和背压（Backpressure）、地址深度（Address Caching）、地址学习（Address Learning）、错误帧处理能力（Error Filting）、广播转发能力（Broadcast forwarding）、广播延迟（Broadcast Latency）以及 Forward Pressure 能力的八个性能指标。
Rfc2544性能指标是利用Smartbits Application软件来测试的，rfc2889涉及的性能指标是用AST软件来测试的。
下面将以自研产品S3448型交换机（48口）为例，分别对上面列的性能指标的测试进行操作说明。

三、性能测试
3.1 测试硬件设备
1. S3448交换机一台；
2. SMB6000B一台；
3. PC机一台，并安装Smartbits Application和AST软件。
4. 线缆若干。

3.2 软件设备
Smartbits Application软件；
AST软件。

3.3 测试拓扑图
rfc 2544和rfc 2889性能测试所搭建的测试环境是一样的，以测试DUT六个端口为例，具体如图3.3.1

1. DUT的f0/1、f0/2、f0/11、f0/12、f0/21、f0/22六个端口分别和SMB6000B的六个百兆口相连接。
2. 配置DUT，关掉spanning-tree和pdp，具体配置见dut配置。
3. 配置SMB，具体步骤详见每个测试项中SMB的配置。
3.4 设备配置
3.4.1 DUT设备配置：（除3层性能指标测试外，其他均用该配置）
Switch_config#sho run
Building configuration...

Current configuration:
!
!version 2.0.0P
service timestamps log date
service timestamps debug date
!
!
!
no spanning-tree
no pdp run
!
!
interface FastEthernet0/1
no keepalive
!
………….
!
interface FastEthernet0/48
no keepalive
vlan 1
3.4.2 SMB设备连接配置
1. SMB与PC通过以太网线背靠背连接。
2. 在PC的本地连接中添加与SMB地址（IP：192.168.20.5）同网段的IP地址（如：192.168.20.99/24），打开CMD，利用ping 192.168.20.5 测试连通性。连通信息如下：

四、Rfc1242&Rfc2544性能指标测试

rfc 2544提及的吞吐量（Throughputt）、延迟（Latency）、丢包率（Packet Loss）、背靠背（Back-to-back）四个主要指标。其中吞吐率用Application软件来测试。详见“六 Smartbits Application性能介绍”

4.1 SMB Application参数设置

1. SMB的连接步骤：

● 打开SMB Application 软件，界面如图所示：

● 单击“setup/Smartbits Connection”菜单，打开Setup Smartbit connects界面，如图所示：

● 添加ip地址：192.168.20.5，单击“Add”按钮后，在所添加的“Connect List”选中该IP，然后点击“OK”按钮即可。

● 单击“Action/connect”主菜单或者“connect”图标菜单，都会出现“connect confirmation”对话框，单击“OK”即可完成与PC机建立起连接。

（1） 单击“Action/connect”主菜单

或者单击“connect”图标菜单

（2）出现连接对话框，单击“connect”按钮即可。

（3） 连接成功显示如下：

2 基本参数的设置：

在测试Rfc2544四个性能指标时，端口的设置是相同的。具体设置如下：

●“1 to 1”选项：source 和destination 端口一对一选测，并添加到test pairs列表中；选测双向测试，即Bi-directional打勾。

● 端口参数具体设置，有下列两种方法，可以任选其一：
方法一：1. 打开“setup/all smartcards”菜单，设置（1）speed：100M；（2）Duplex：full；（2）Auto Negotiation：Force；（4）Protocol：All 0s（即为默认即可）；（5）Des Mac 和Src Mac要一一对应（如选择Test Pair中的一对端口（01.07.01）－（01.07.02），（01.07.01）的Src Mac是（01.07.02的）Des Mac，（01.07.02）的Src Mac是（01.07.01）的Des Mac）；（5）Smartcard’s IP和Route’s IP不用设。如下图所示信息。

（2）设置完，单击关闭按钮，出现确认对话框确认即可。

方法二：smartcards的设置也可以在主界面上选择端口后，分别设置。例如：在Test Pairs列表中选择一对端口（01.07.01）→（01.07.02），然后单击主界面下方的端口选项卡（如011－（01.07.01）），依次设置选项卡上Signal Rate、Duplex、Protocol、Destination MAC、 SmartCard’s MAC、 SmartCard’s IP设置项分别对应的参数详见方法一中的设置。其他端口设置同011-（01.07.01）设置。如下图所示：

4.2吞吐量（Throughput）测试
根据交换机的类型，可以分为二层和三层转发率测试。
4.2.1 二层转发率（Throughput）测试
4.2.1.1 测试步骤

1. 转发率测试参数设置
● 打开“setup/Test Configuration”菜单，Test Configuration选项卡：General：选择use custom；Learning Packets中的learning mode选every trial，Thoughput的测试时间Duration参数设置300。

● 单击“sizes”按钮，打开Custom Packet Sizes界面，单击“default”按钮，然后单击“ok”按钮即可。如果要进行其他字节的设置，只需在该界面做相应的修改即可。

● Preference选项卡：这里是交换机二层吞吐量性能测试，所以Test options中的Router Test选项不要选，其他为默认配置。然后单击“Ok”即可。

● 单击“throughputs”按钮或者“Run/throughputs”菜单，开始测试。

4.2.1.2 测试结果
1. 交换机的转发率性能测试的预期结果应该达到线速（结果为*.exel表格的文件）。
●结果显示分为三部分：
（1）Throughput
以表格的方式显示测试的最后结果统计。包括测试时的基本参数的设置显示。

注意：该测试结果的测试时间以1秒为例；交换机的实际测试时间一般设为300S。
（2）Reports：
以文本的方式显示测试的统计结果。

（3）Log
每一次测试时的详细日志，如图所示：

2、测试结束后保存测试结果
选择“File->Save as…”主菜单或按“Save”按钮菜单，就可以保存结果了，结果以excl格式保存在硬盘中。如果想要将结果贴入其他文档，可以打开该excl文件，使用复制、粘贴的方法。将测试结果从保存文件中复制出来，得到如下吞吐量性能结果：
Frame Size
Passed Rate(%)
(01,07,01) to (01,07,02) (pks/sec)
(01,07,02) to (01,07,01) (pks/sec)
(01,07,03) to (01,07,04) (pks/sec)
(01,07,04) to (01,07,03) (pks/sec)

100M -100M
100M -100M
100M -100M
100M -100M
64
100.00
148810
148810
148810
148810
128
100.00
84459
84459
84459
84459
256
100.00
45290
45290
45290
45290
512
100.00
23496
23496
23496
23496
1024
100.00
11973
11973
11973
11973
1280
100.00
9615
9615
9615
9615
1518
100.00
8127
8127
8127
8127
(01,07,05) to (01,07,06) (pks/sec)
(01,07,06) to (01,07,05) (pks/sec)
Total
100M -100M
100M -100M

148810
148810
892860
84459
84459
506754
45290
45290
271740
23496
23496
140976
11973
11973
71838
9615
9615
57690
8127
8127
48762

4.2.2 三层转发率（Throughput）测试
4.2.2.1 测试步骤
1. 转发率测试参数设置
由于三层转发是建立在IP协议上的，故测试时端口参数设置、Test Configution中Preference选项卡与二层的不同，其他设置同“4.2.1.1 测试步骤”部分设置。

● 端口参数设置，有下列两种方法，可以任选其一：
方法一：1. 打开“setup/all smartcards”菜单，设置（1）speed：100M；（2）Duplex：full；（3）Auto Negotiation：Force；（4）Protocol：IP；（5）Des Mac 为所连DUT端口的所属Vlan端口的MAC地址， （6）Src Mac为SMB端口的MAC（不能一样）；（7）SmartCard’s IP要与所连DUT端口的所属Vlan端口的ip地址在同一网段；（8）Router’s IP所连端口的所属Vlan端口的ip地址。即如下图所示信息。

注意：在DUT上执行show arp，可以看到Des Mac和Router’s IP（与Vlan的ip对应）。

2. 设置完，单击关闭按钮，出现确认对话框确认即可。

方法二：smartcards的设置也可以在主界面上选择端口后，分别设置。例如：在Test Pairs列表中选择一对端口（01.07.01）→（01.07.02），然后单击主界面下方的端口选项卡（如012－（01.07.02）），依次设置选项卡上Signal Rate、Duplex、Protocol、Destination MAC、 SmartCard’s MAC、 SmartCard’s IP、Route’s IP和Auto Negotiation，设置项分别对应的参数详见方法一中的设置。其他端口设置同012-（01.07.02）设置。如下图所示：

● Preference选项卡设置：
这里是交换机三层性能测试，所以Test options中的Router Test选项要选，其他为默认配置。然后单击“Ok”即可。

2. DUT配置
!
no spanning-tree
!
!
interface FastEthernet0/1
no keepalive
!
interface FastEthernet0/8
switchport pvid 2
no keepalive
!
interface FastEthernet0/17
switchport pvid 3
no keepalive
!
!
interface FastEthernet0/28
switchport pvid 4
no keepalive
!
!
interface FastEthernet0/44
switchport pvid 6
no keepalive
!
interface VLAN1
ip address 1.1.1.1 255.255.255.0
no ip directed-broadcast
!
interface VLAN2
ip address 2.2.2.1 255.255.255.0
no ip directed-broadcast
!
interface VLAN3
ip address 3.3.3.1 255.255.255.0
no ip directed-broadcast
!
interface VLAN4
ip address 4.4.4.1 255.255.255.0
no ip directed-broadcast
!
interface VLAN5
ip address 5.5.5.1 255.255.255.0
no ip directed-broadcast
!
interface VLAN6
ip address 6.6.6.1 255.255.255.0
no ip directed-broadcast
!
!
vlan 1-6
!
4.2.2.2 测试结果
（1）交换机的转发率性能测试的预期结果应该达到线速（注意：一般第一个被测试的Size有丢包现象）。 结果表示详见“4.2.1.2 测试结果” 。
（2）选择“File->Save as…”主菜单或按“Save”按钮菜单，就可以保存结果了，结果以excl格式保存在硬盘中。
这里只截取相应的部分：
Frame Size
Passed Rate(%)
(01,05,01) to (01,05,02) (pks/sec)
(01,05,02) to (01,05,01) (pks/sec)
(01,05,03) to (01,05,04) (pks/sec)
(01,05,04) to (01,05,03) (pks/sec)

100M -100M
100M -100M
100M -100M
100M -100M
64
99.41
147929
147929
147929
147929
128
100.00
84459
84459
84459
84459
256
100.00
45290
45290
45290
45290
512
100.00
23496
23496
23496
23496
1024
100.00
11973
11973
11973
11973
1280
100.00
9615
9615
9615
9615
1518
100.00
8127
8127
8127
8127
(01,05,05) to (01,05,06) (pks/sec)
(01,05,06) to (01,05,05) (pks/sec)
Total
100M -100M
100M -100M

147929
147929
887574
84459
84459
506754
45290
45290
271740
23496
23496
140976
11973
11973
71838
9615
9615
57690
8127
8127
48762

注意：该测试结果的测试时间以1秒为例；实际的测试时间一般为30S。

4.3 延迟（Latency）测试
4.3.1 测试步骤
1. 延迟测试参数设置
● 打开“setup/Test Configuration”菜单，Test Configuration选项卡：General：选择use custom；Learning Packets中的learning mode选every trial，Latency的测试时间Duration参数设置30，次数Number of trial参数为：5。

● 单击“sizes”按钮，打开Custom Packet Sizes界面，在下拉框里选择Latency，把初始值initial Rate修改为100，其他为默认然后单击“ok”按钮即可。如果要进行其他字节的设置，只需在该界面做相应的修改即可。

● preferece选项卡的设置同“转发率参数设置中的”preference设置。
● 单击“latency”按钮或者“Run/latency”菜单，开始测试。

4.3.2 测试结果
（1） 交换机的延迟性能测试的预期结果应该是随着测试字节的增大，CT延迟相应增大，S&F一般变化不大。

说明：一般情况，64字节的CT延迟在8.0us左右，S&F 在2.5us左右；1518字节的CT延迟在120.0us左右，S&F 在2.5us左右

（2）选择“File->Save as…”主菜单或按“Save”按钮菜单，就可以保存结果了，结果以excl格式保存在硬盘中。

注意：该测试结果的测试时间以5秒为例。实测时间一般是30S

4.4 丢包率（Packet Loss）测试
4.4.1 测试步骤
1. 丢包率测试参数设置
● 打开“setup/Test Configuration”菜单，Test Configuration选项卡：General：选择use custom；Learning Packets中的learning mode选every trial，PacketsLoss的测试时间Duration参数设置60，次数Number of trial参数为：2。

● 单击“sizes”按钮，打开Custom Packet Sizes界面，单击“default”按钮，然后单击“ok”按钮即可。如果要进行其他字节的设置，只需在该界面做相应的修改即可。

● Preference选项卡：这里是交换机性能测试，所以Test options中的Router Test选项不要选，其他为默认配置。然后单击“Ok”即可。
● 单击“Packet Loss”按钮或者“Run/ Packet Loss”菜单，开始测试。

4.4.2 测试结果
（1）由于交换机的转发率均能达到线速，所以该性能测试的预期结果一般为0（丢包率）。

说明：如果转发率性能达到线速，丢包率性能可以不测试

（2）选择“File->Save as…”主菜单或按“Save”按钮菜单，就可以保存结果了，结果以excl格式保存在硬盘中。

注意：该测试结果的测试时间以10秒为例。实测时间一般是60S
4.5 背靠背（Back toBack）测试
4.5.1 测试步骤
1. 背靠背测试参数设置
● 打开“setup/Test Configuration”菜单，Test Configuration选项卡：General：选择use custom；Learning Packets中的learning mode选every trial，BacktoBack的测试时间Duration参数设置2，测试次数Number of trial参数为：5。

● 单击“sizes”按钮，打开Custom Packet Sizes界面，单击“default”按钮，然后单击“ok”按钮即可。如果要进行其他字节的设置，只需在该界面做相应的修改即可。

● Preference选项卡：这里是交换机性能测试，所以Test options中的Router Test选项不要选，其他为默认配置。然后单击“Ok”即可。

● 单击“Packet Loss”按钮或者“Run/ Packet Loss”菜单，开始测试。

4.5.2 测试结果
（1）交换机的背靠背性能测试的预期结果应该达到线速。

（2）选择“File->Save as…”主菜单或按“Save”按钮菜单，就可以保存结果了，结果以excl格式保存在硬盘中。
这里只截取相应的部分
Frame Size
Rate Tested(%)
(01,05,01) to (01,05,02) Burst Size (frames)
(01,05,02) to (01,05,01) (frames)
(01,05,03) to (01,05,04) Burst Size (frames)
(01,05,04) to (01,05,03) (frames)

100M -100M
100M -100M
100M -100M
100M -100M
64
100.00
297620
297620
297620
297620
128
100.00
168918
168918
168918
168918
256
100.00
90580
90580
90580
90580
512
100.00
46992
46992
46992
46992
1024
100.00
23946
23946
23946
23946
1280
100.00
19230
19230
19230
19230
1518
100.00
16254
16254
16254
16254
(01,05,05) to (01,05,06) Burst Size (frames)
(01,05,06) to (01,05,05) (frames)
Total
100M -100M
100M -100M

297620
297620
1785720
168918
168918
1013508
90580
90580
543480
46992
46992
281952
23946
23946
143676
19230
19230
115380
16254
16254
97524

注意：该测试结果的测试时间以2秒为例。实测时间一般设为2S。

五、Rfc2889性能指标测试
rfc 2889涉及到的转发能力（Forwarding）、拥塞控制（Congestion Control）包括线头阻塞（HOLB）和背压（Backpressure）、地址深度（Address Caching）、地址学习（Address Learning）、错误帧处理能力（Error Filting）、广播转发能力（Broadcast forwarding）、广播延迟（Broadcast Latency）以及 Forward Pressure 能力的八个性能指标。
5.1 SMB AST参数设置

1. AST的连接步骤：
● 打开SMB AST 软件，界面如图所示：

● 单击“Smartbits / Connections”菜单，打开Setup Smartbit connects对话框，如图所示：

● 在Setup Smartbit connects对话框里，单击“Add IP”按钮，打开IP Connection对话框，添加Smartbits的IP地址：192.168.20.5，然后单击“ok”。

● 在Setup Smartbit connects对话框里，选择192.168.2.5，然后单击“ok”。

●单击“Smartbits / Connection”菜单或者单击connect菜单按钮，如图所示：

●连接成功。

2 基本参数的设置：

在测试Rfc2889性能指标时，Frame Setup、Option、Card Setup三个选项卡中参数的设置是相同的。
（1）Frame Setup选项卡参数设置：
所有参数的设置选择默认即可。

（2）Option选项卡参数的设置：
在learning 选项中的Frequency 设为before each iterat，其他参数选择默认。

（3）Card Setup选项卡参数的设置：
六个百兆口的speed：100M，Duplex：full；Auto Negotiation：Force；Flow Control：disable，其他参数为默认设置。

5.2 forwarding测试
5.2.1测试步骤：
1. 测试参数设置
在Test Card选项卡中（1）test下拉框：Forwding；

测试参数
测试设置
其它
Frame size
Custom（64, 128, 256, 512, 1024, 1280, 1518）

Burse size
1

Load
100%/100%/100%(start/step/stop)

Test duration
10s

Number of trials
1

Messurement modes
Profile

Traffic distribution
Fully-meshed

port
4A1、4A2、4A3、4A4、4A5、4A6

Monitor
可设可不设

其他
默认值

● Frame sizes选择custom，并单击“edit”，编辑为64、128、256、512、1024、1280、1518字节或者custom frame sizes对话框选择“default”按钮。

● test Setup设置完后，单击左侧“Setup&Run”列表中的Forwarding，即可开始测试。

5.2.2测试结果
1. 在7种frame size格式，各种程度的负载下，丢包率均为0，测试结果良好，其图标表示如图。

2.保存结果：
单击“Resulits/Export to HTML”主菜单，出现保存的主菜单，在Frame Sizes选择所有的测试帧，其他参数可不填，单击“ok”。

3. 然后选择保存的目录如：S3224\forwarding保存即可。

5.3 Congestion control测试
拥塞控制（Congestion Control）包括线头阻塞（HOLB）和背压（Backpressure）。
5.3.1 HOLB（Head Of Line Block）测试
5.3.1.1测试步骤：
1. 测试参数设置
在Test Card选项卡中
（1）test下拉框：congestion control；

测试参数
测试设置
其它
Frame size
Custom（64, 128, 256, 512, 1024, 1280, 1518）

Burse size
1

Load
100%/100%/100%(start/step/stop)

Test duration
10s

Number of trials
1

Address per port
1

Traffic distribution
SMB 4A1和SMB 4A2两个端口设置为transmitter port，SMB 4A3端口设置为uncongested port，SMB 4A4端口设置为congested port。

注意：Frame size的设置参见“5.2.1”中相应部分的设置。

（2）test Setup设置完后，单击左侧“Setup&Run”列表中的congestion control，即可开始测试。

5.3.1.2 测试结果
1. 测试时的chart图如下（以64字节为例）：

2．结果表示：
在7种frame size格式，各种程度的负载下，丢包率均为0，测试结果良好。由于在7种frame size格式下测试结果都一样，这里就以64字节为例进行贴图，贴图如下：

IE保存的结果如下：

3. 保存结果
● 保存步骤同forwarding性能指标测试“保存结果”。

5.3.2 Backpressure测试
5.3.2.1测试步骤：
1. 测试参数设置
在Test Card选项卡中
（1）test下拉框：congestion control；

测试参数
测试设置
其它
双工模式
测试设备端口强制半双工
步骤详见下边“双工模式”配置。
Frame size
Custom（64, 128, 256, 512, 1024, 1280, 1518）

Burse size
1

Load
100%/100%/100%(start/step/stop)

Test duration
10s

Number of trials
1

Address per port
1

Traffic distribution
SMB 4A1和SMB 4A2两个端口设置为transmitter port，SMB 4A3端口设置为uncongested port，SMB 4A4端口设置为congested port。

注意：
（1）Frame size的设置参见“5.2.1”中相应部分的设置。

（2）双工模式参数配置
线头阻塞（HOLB）和背压（Backpressure）的测试在区别在于：线头阻塞（HOLB）是在被测设备端口是全双工模式下产生的拥塞；背压（Backpressure）是在被测设备端口是半双工模式下产生的拥塞。
测试背压（Backpressure）时，只需把Card Setup中的duplex设为10M，Autonegotiation：Force，其他参数同“公共参数设置”部分的“Card Setup选项卡设置部分”；Dut端口为speed auto即可，此时Dut会主动和SMB协商成10M/full模式。

测试开始后，Dut端口与SMB端口协商成10M/full，在DUT上show int可以看到所接端口显示Auto-Duplex（Full），Auto-Speed（10Mb/s）信息，具体信息如下：

（3）test Setup设置完后，单击左侧“Setup&Run”列表中的congestion control，即可开始测试。

5.3.2.2 测试结果
1. 测试时的chart图如下（以64字节为例）：

2．结果表示：
在7种frame size格式，各种程度的负载下，丢包率均为0，测试结果良好。由于在7种frame size格式下测试结果都一样，这里就以64字节为例进行贴图，贴图如下：

IE保存的结果如下：

3. 保存结果
● 保存步骤同forwarding性能指标测试“保存结果”。

5.4 address caching测试
5.4.1测试步骤：
1. 测试参数设置
在Test Card选项卡中
（1）test下拉框：address caching；
测试参数
测试设置
其它
Age timing
15

learning rate
14880

Number of addresses
65535/1/65536 (initial/minimum/maximum)

Traffic distribution
SMB4A1端口为Learn Port，SMB 4A2端口为Test Port，SMB 4A6为Monitor Port。

Frame size
64

（2）test Setup设置完后，单击左侧“Setup&Run”列表中的address caching，即可开始测试。

5.4.2测试结果
1. 经过测试，在64字节下，Number of addresses是14348，chart图如下：

注意：（1）address caching测试时，Learn Port 和 Test Port只选择一对即可。
（2）说明书中的二层地址表一般是指64字节时的地址表的最大容量。
（3）Number of addresses的值选details里边最后一行，如图所示。

2.保存结果
● 保存步骤同forwarding性能指标测试结果的保存。
● IE保存的结果包括chart、summary、details、counters四项内容。同测试界面的chart、su