Антонюк Я.М., н.с., МННЦ, м.н.с. Шияк Б.А., м.н.с., МННЦ

СТАНДАРТЫ И МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ШЛЮЗОВ В РЕАЛЬНЫХ СЕТЯХ.
Антонюк Я.М., н.с., МННЦ, м.н.с. Шияк Б.А., м.н.с., МННЦ
Тестирование сетевых устройств Стандарт RFC 2533 [1], [2] установленный Инженерным
советом Интернет (Internet Engineering Task Force, IETF), является методологией тестирования
устройств для операторских сетей Ethernet. Стандарт описывает методологию, которая позволяет
оценить производительность сетевого устройства, включающую в себя такие параметры как пропускная
способность, уровень потерь кадров и задержка.
Методология стандарта RFC 2533 устанавливает размеры кадров, длительность тестов и
количество итераций. Результаты таких тестов обеспечивают оператора сравнимыми данными
о продукции разных производителей, которые можно использовать для оценки и выбора
устройств. Кроме того, измеряемые параметры обычно указываются в соглашении об уровне
предоставляемых услуг (SLA), заключаемом операторами с клиентами. В таких случаях
контроль выполнения рекомендаций RFC 2533 осуществляется для участка сети, а не для
конкретного оборудования. На данный момент, методика тестирования RFC 2533 несколько
устарела [3] и сегодня уже не соответствует требованиям рынка. Она все еще может
использоваться для оценки сетевых шлюзов, но более предпочтительной является ITU-T
Y.1554. Идеальным вариантом реализации последовательности тестов является использование
тестера с приемным и передающим портом. Передающий порт тестера соединяется с приемным
портом DUT (Device under test), а передающий порт DUT подключается к приемному порту
тестера (Рисунок 1). Поскольку тестер в этом случае будет передавать данные и принимать их
обратно после пересылки тестируемым устройством (DUT), тестер легко может проверить все
ли переданные пакеты были получены обратно и убедиться в корректности принятых
пакетов.
Рисунок 1
Такая же функциональность может быть достигнута при использовании раздельных
устройств для передачи и приема данных (Рисунок 2), но пока эти устройства не
контролируются удаленно неким компьютером для имитации единого тестера, некоторые
тесты, требующие точности (в частности, проверка пропускной способности), не могут быть
выполнены.
Рисунок 2
Рекомендация RFC2533 была разработана в 1999 году и принята IETF. Существует
перевод на русский язык. Сейчас эта рекомендация практически стандарт де-факто, благодаря
широкому распространению и свободному доступу. Рекомендация “описывает и определяет
набор тестов для определения характеристик устройств межсетевых соединений”, описывает
форматы представления результатов тестирования.
Измеряемые характеристики RFC 2533 определяет шесть стандартных измерений:
Throughput (пропускная способность) Latency (время задержки) Frame loss rate (уровень
потери кадров) Back-to-back frames (тест берстности) System recovery (восстановление
системы) Reset (перезагрузка).
Тестирование по методике RFC2533 сводится к выполнению набора тестов, четыре из
которых присутствуют у большинства производителей измерительного оборудования, а два
встречаются довольно редко (последние в списке). Throughput o определяет пропускную
способность DUT, по рекомендации RFC1242 o определяет нагрузку, при которой нет потерь
пакетов Latency o определяет задержку, по рекомендации RFC1242 o измеряет задержку по
кадрам выборочно Frame Loss o определяет частоту потери кадров, по рекомендации RFC1242,
во всем диапазоне скоростей данных и размеров кадра o определяет зависимость потерь от
нагрузки Back-To-Back o определяет возможность DUT по обработке кадров back-to-back, по
рекомендации RFC1242 o измеряет длительность работы при заданной нагрузке.
Восстановление системы o определяет скорость восстановления DUT после перегрузки
трафиком. Перезагрузка o определяет скорость восстановления DUT после программного или
аппаратного сброса
Методика тестирования Пропускная способность (Throughput) Тест производительности
определяет максимальную пропускную способность, которую обеспечивает DUT без потери
кадров.
Время задержки (Latency) Стандартный тест времени задержки сигнала выполняется
при фиксированном уровне нагрузки канала в течение двух минут.
Уровень потери кадров (Frame Loss Rate) Тест потери кадров отображается как график
зависимости количества потерянных кадров о загрузки канала.
Тест берстности Back-to-back Вack -to-back тест кадров определяет максимальное
количество кадров, посланных backto-back с минимальным IPG (100%-ой скоростью передачи
кадров), которое DUT может обработать без потери кадров.
Системная скорость восстановления (System Recovery) Системная скорость
восстановления - время, которое требуется DUT для остановки потери кадров, когда скорость
передачи кадров уменьшена от стрессового (более 100%) к нормальному состоянию.
Reset Тест на сброс измеряет время, которое требуется для DUT, чтобы начать передачу
кадров после аппаратного или программного сброса или прерывания подачи питания.
Чтобы расширить функциональность и компенсировать недостатки были разработаны
дополнительные тесты:
Jitter Пакетный джиттер — это абсолютная разность задержек распространения двух
последовательно принятых пакетов, принадлежащих одному потоку данных. Идеальный
вариант — полное отсутствие дрожания. Возможный вариант — различная задержка между
соседними пакетами.
Complex traffic Тест позволяет генерировать и принимать несколько потоков тестового
трафика. Измеряет пропускную способность и величину потерь кадров (Frame Loss Rate, FLR),
но не позволяет измерять постоянно задержку (FTD) и вариацию задержки (FDV).
Перечень источников:
1. “RFC 2533” – https://www.ietf.org/rfc/rfc2533.txt
2. “RFC 2533, перевод” – http://rfc2.ru/2533.rfc/print
3. “Are you still testing to RFC 2533? Really?” – http://www.exfo.com/corporate/blog/2013/stilltesting-rfc-2533-really
4. “Стандартный тест RFC2533” – http://habrahabr.ru/post/252741/