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教你用CHARIOT测量网络带宽、网速

教你用CHARIOT测量网络带宽、网速
“网速怎么这么慢啊?”恐怕这是网管最常听到的一句话。面对用户的投诉，如果是掉线或连接失败，我们可以通过简单的排查来解决。但对于可以连通而速度缓慢的问题则不易解决，因为这类问题的产生大多和我们享用的网络带宽或网络设备有关，这就涉及到我们对网络服务商、网络设备的选择了。那么，我们如何才能清楚明白地了解带宽的大小、设备的吞吐能力，以免被JS提供的数据误导呢?
我们需要利用专业的工具测量网络带宽以及数据的吞吐量。通过专业评测工具CHARIOT测量网络中的任意两台计算机之间的连通带宽，该软件还可以将测量结果以图形的形式表现出来，方便我们进行比较、浏览和及时了解网络带宽。
走近强大的CHARIOT
运行平台:Windows 2000/XP/2003
硬件要求:CPU为PⅢ以上，内存在128MB以上
软件优点:通过简单的配置就可以图形化地显示两台计算机之间的网络连接速度。
这是一款目前世界上唯一被广泛认可的应用层IP网络及网络设备的测试软件，它可提供端到端、多操作系统、多协议测试、多应用模拟测试，应用范围包括有线网、无线网、广域网及各种网络设备。可以进行网络故障定位、用户投诉分析、系统评估、网络优化等，能从用户角度测试网络或网络参数(吞吐量、反应时间、延时、抖动、丢包等。
CHARIOT和一般的网管系统以及一些在线监测系统有本质上的不同。网管系统及在线监测系统采取被动式监视，而CHARIOT采用主动式监视及测量;网管系统及在线监测系统提供定性的测量，而CHARIOT采取定量的测量。
CHARIOT产生并模拟真实的流量，采用End to End的方法测试网络设备或网络系统在真实环境中的性能。能够广泛应用在交换机、路由器建立的有线网络以及无线网络，甚至是VOIP等高新技术中，测量这些网络各个方面的功能和性能。
这款软件的基本组成包括CHARIOT控制台和Endpoint。CHARIOT控制台主要负责监视和统计工作，Endpoint负责流量测试工作，实际操作时Endpoint执行CHARIOT控制台发布的脚本命令，从而完成需要的测试(具体的工作流程图见图1。
图1 下载地址:http://hack.bji.cn/chariot.rar
小试牛刀测带宽
你想知道自己所使用的网络的带宽吗?你想了解你的网络带宽有多大的损耗吗?今天，我们通过几个实例让大家用好CHARIOT，测出自己想知道的。只有经过测量得出的网络带宽才是我们平日所享用的实际带宽，千万不能盲目相信网络服务提供商所承诺的带宽，也不能轻易赞同JS对网络产品的夸夸其谈。
实例1:测量网络中任意两个节点间的带宽
任务描述:局域网中经常有人反映网络速度缓慢，那么怎样确定网络中两台计算机的连接速度呢?使用SNIFFER只能抓包不能给出实际带宽，这时候就需要CHARIOT来帮忙了。假设我们要测量网络中A计算机10.91.30.45与B计算机10.91.30.42之间的实际带宽。
针对问题:局域网中的用户经常感到互访速度缓慢，此时我们可使用CHARIOT来查看网络连接情况。
第一步:首先在A、B计算机上运行CHARIOT的客户端软件Endpoint。运行endpoint.exe后，任务管理器中多了一个名为endpoint的进程。
第二步:被测量的机器已经准备好了，这时需要运行控制端CHARIOT，我们可以选择网络中的其他计算机，也可以在A或B计算机上直接运行CHARIOT(图2。

图2 第三步:在主界面中点击“New”按钮，接着点击“ADD PAIR”。
第四步:在“Add an Endpoint Pair”窗口中输入Pair名称，然后在Endpoint1处输入A计算机的IP地址10.91.30.45，在Endpoint2处输入B计算机的IP地址10.91.30.42。按“select script”按钮并选择一个脚本，由于我们是在测量带宽，所以可选择软件内置的Throughput.scr脚本(图3。
图3 提示:CHARIOT可以测量包括TCP、UDP、SPX在内的多种网络传输层协议，我们在测量带宽时选择默认的TCP即可。
第五步:点击主菜单中的“RUN”启动测量工作。
第六步:软件会测试100个数据包从A计算机发送到B计算机的情况。由于软件默认的传输数据包很小所以测量工作很快就结束了。在结果中点
击“THROUGHPUT”可以查看具体测量的带宽大小。图4显示了A与B计算机之间的实际最大带宽为83.6Mbps。 图4 由于交换机和网线的损耗，往往真实带宽达不到100Mbps，所以本例中得到的83.6Mbps基本可以说明A、B计算机之间的最大带宽为100Mbps，去除损耗可以达到80多Mbps的传输速率。
实例2:礼尚往来，一次性测量两个方向
任务描述:实例1中为大家介绍了单向测量的方法，也就是只检测A到B的带宽。然而，实际工作中，网络是单工或双工工作也是影响网络速度的主要因素，因此用CHARIOT进行测量时应该尽量建立双向PAIR而不是单向的，测量结果会显示出A到B的速度以及B到A的速度。
针对问题:A到B的传输速度很快，但B到A的速度却很慢，特别是在A、B同时从对方计算机复制文件到本机时最为明显。
第一步:首先在A、B计算机上运行CHARIOT的客户端软件Endpoint。
第二步:被测量的机器已经准备就绪，这时需要运行控制端CHARIOT，在A或B计算机上直接运行CHARIOT。
提示:为保证测量成功，需要在A计算机和B计算机上关闭防火墙。

第三步:在主界面中点击“New”按钮，接着点击“ADD PAIR”。
第四步:在“Add an Endpoint Pair”窗口中输入Pair名称，然后在Endpoint1处输入A计算机的IP地址10.91.30.45，在Endpoint2处输入B计算机的IP地址10.91.30.42。按“select script”按钮并选择一个脚本，由于是测量带宽所以选择软件内置的Throughput.scr脚本。
第五步:现在，我们建立了从A到B的单向测量。由于要求测量网络双向吞吐量，所以还要添加一个从B到A的单向测量，这样结果显示的就是双向数据了。方法与第四步相同，在Endpoint1处输入B计算机的IP地址10.91.30.42，在Endpoint2处输入A计算机的IP地址10.91.30.45，同样选择Throughput.scr脚本。
第六步:现在，两对PAIR已经建立起来了(图5，点击主菜单中的“RUN”启动测量工作。 图5 第七步:软件会将100个数据包从A计算机发送到B计算机，还会测量100个数据包从B发送到A的情况。在结果页面中点击“THROUGHPUT”标签可以查看具体测量的带宽大小。如图6所示在下方图表中，绿色曲线表示带宽检测2的数值，而红色曲线代表的是带宽检测1的数值，从这个图中我们可以看出A到B的带宽比B到A的带宽要大。在上方的速度中也可以看出A到B的平均带宽为72Mbps，而B到A的带宽只有42Mbps。
图6 这说明什么呢?通过CHARIOT测量A、B之间的双向带宽可以得出以下结论:A到B的带宽是100Mbps(去除损耗真实带宽为72Mbps，而B到A的带宽只有50Mbps。此时，我们应该检查网络连接设备，特别是网线，很可能是网线制作上出现了问题才造成B到A的速度不是100Mbps而是50Mbps。
小知识:什么是单工?什么是双工?
我们一般使用的网络设备都是双工的，也就是说可以在同一时间完成A到B的传输以及B到A的传输。单工则是同一时间只能有一个方向的传输，要么是A到B，要么是B到A。因此网络处在单工状态还是双工状态，在速度上差别很大。
实例3:科学测量减小误差
任务描述:对于网络情况不稳定、经常出现速度波动的情况来说，在某一时刻测量速度存在一定的不确定因素，如何将误差降低到最小呢?我们可以采用科学测量法来解决这个问题，即采用平均值的方法。将所有测量值汇总在一起可以得到更接近真实数值的结果。
针对问题:网络传输速度非常不稳定，经常一会儿十几MB/s，一会儿只有几MB/s。
第一步:按照上面提到的方法安装CHARIOT并将客户端程序Endpoint安装在A与B计算机上。启动CHARIOT，点击“New”按钮。

第二步:点击“ADD PAIR”按钮建立一个新的Endpoint Pair。输入PAIR名称，然后在Endpoint1处输入A计算机的IP地址10.91.30.45，在Endpoint2处输入B计算机的IP地址10.91.30.42。按“select script”按钮选择Throughput.scr脚本。
第三步:在Pair 1上点鼠标右键选择Copy将该测量项复制(图7，然后连续向下粘贴9个这样的测量项(图8。 图7

图8 第四步:点击“RUN”启动测量工作，我们在THROUGHPUT标签页中可以看出基本上每项带宽测量数值在10Mbps左右，在总和处我们可以看到最终结果是94Mbps，基本接近100Mbps的真实值。
在现实中网络的连接速度往往存在着不稳定的因素，例如某一时间可能因为广播数据包或其他原因造成带宽异常，而另一时间速度恢复正常。对于这种带宽不稳定的情况我们就可以通过多项测量来保证在一定程度上减少误差，使我们的测量结果更加有效、更加准确。 实例4:大包测量法
任务描述:虽然我们可以通过科学测量法减小误差，但由于默认数据包仅为100KB，所以总的数据检测量相对较小。对于带宽比较大的情况，例如100Mbps以上的网络或ISP提供的传输速度较快的时候，使用100KB数据包进行测量得出的结果不太准确。这时就需要通过修改默认数据包的大小以求测量结果更精确。
针对问题:网络带宽比较大或使用CHARIOT默认设置进行测量时误差过大。
在这个实例中，大多数步骤和上面所介绍的实例基本一致，因此此处只介绍修改数据包的方法。在我们建立测量PAIR并选择好Throughput.scr脚本后，点击“edit this script”按钮。在弹出的窗口下方file_size处(图9，将该值修改为你希望的数值即可。这样在测量带宽时就会用你设置好大小的数据包进行传输了。根据实际环境设置数据包大小可以让我们的结果更准确。
图9 其实我们不光可以编辑发送的数据包大小还可以通过“edit this script”按钮编写自己的脚本，不过需要我们对脚本语言有一定的了解。另外该软件不仅提供了Throughput.scr一个脚本，软件内置了很多脚本，如FTP、HTTP、IPTV等，大家可根据实际测量的需要进行选择。
实例5:无线网络的测量
任务描述:以上四个例子都是介绍的在有线网络环境下对网络带宽进行测量，其实在实际使用中最不确定、最希望知道带宽的就要数无线网络了，毕竟数据是无线传输的，测量起来更加麻烦，令我们感到兴奋的是CHARIOT可以担当测量无线网络带宽的重任。
针对问题:测量自己架设的无线网络的传输速度，或对不同型号、不同价位的无线设备进行性能测试。
使用CHARIOT测量无线网络带宽的技巧和步骤与上面提到的四个例子一样，没有任何区别，很容易上手。大家可以通过CHARIOT测量无线网络中两台计算机之间的连接速度，从而了解并对比不同型号无线路由器的性能，最终可以根据测量结果选择无线路由器。当然，对于已经购买了无线路由器的读者来说，可以不定期地用CHARIOT测量自己的无线网络带宽状况，了解目前的网络状态，及时找出隐患。
对于网络来说，带宽和速度就好比金钱，我们不能糊涂地选择网络设
备，被JS的谎话所欺骗;我们也不能白白交纳费用给ISP租用网络。通过CHARIOT我们可以选择性能最佳的设备，通过CHARIOT我们可以更清楚、更明白地使用网络，通过CHARIOT，我们可真正实现“网络宽窄我心知”。
千兆骨干交换机测试报告
在我们测试的六款以太网交换机中，EDIMAXES-5800R和LeaPComm6004交换机是不可以管理的交换机，Accton的ES4508以及创想公司的Thinker3800交换机都是网管型交换机，3Com4900是支持三层和四层的交换机，神州数码D-LinkDGS3308TG是三层交换机。

性能首当其冲

6款产品中既有全铜缆端口的，也有全光纤端口的，还有带GBIC端口的，其中3Com4900有12个1000Base-T铜线端口，AcctonES4508带8个1000Base-SX光纤端口，神州数码D-linkDGS-3308TG有6个1000Base-T端口和2个GBIC接口，创想Thinker3800和力普LeapComm6004都是4个1000Base-SX端口的交换机。还有一点需要强调的是，3Com4900是3/4层交换机，DGS-3308TG是三层交换机。

吞吐量是性能上需要考虑的首要因素。我们收集的6款全千兆骨干交换机中，3Com4900、神州数码D-linkDGS-3308TG和EDIMAXES-5800R三款在64字节、512和1518字节帧的吞吐量测试中均达到了100%线速,AcctonES4508和Thinker3800在512字节、1518字节帧都达到100%线速，仅在64字节帧时未达线速。

全网状测试的环境比吞吐量的一对一环境更要严格，它要求交换机的每个端口要接收来自其他端口发送的数据，同时也要向其他端口发送数据，但3Com4900、神州数码D-linkDGS-3308TG和EDIMAXES-5800R这三款优秀的交换机依然保持本色，没有丢包，达到了100%线速。其他有的交换机虽然在吞吐量测试中达到了线速，但全网状环境下并未达到线速，比如AcctonES4508和Thinker3800虽然在吞吐量测试中512字节、1518字节帧时达到100%线速，但全网状测试中有丢包现象，未达到线速。

对于吞吐量达到100%线速的交换机来说，帧丢失率测试结果必然为0，我们的测试显示只有创想Thinker3800和力普LeapComm6004在64字节测试中帧丢失率不为零。

延迟用来决定一个数据包通过交换机的时间，各交换机延迟测试的结果差别比较大，非网管型交换机EDIMAXES-5800R的延迟时间在64字节时仅有3.92us，网管型交换机往往比非网管型产品的延迟时间要长，而神州数码D-linkDGS-3308TG表现非常不错，在100%线速情况下64字节时延迟只有4.52us。

需要指明的是，有些交换机在不同速率下的延迟差别很大，即使是它们吞吐量是100%线速，在100%线速下也可能测得比较长的延迟时间。比如有12个1000Base-T端口的3Com4900吞吐量均为100%线速，我们在100%线速下64字节帧时测出的延迟值为55.39us，而在98%线速下测出的结果是4.07us。

背对背测试结果是在稳态负载情况下获得的持续不丢包的帧数量，对于吞吐量结果为100%
线速的交换机来说该值并没有太大意义。对于吞吐量不是线速的交换机，背对背测试往往能够反映设备缓存的大小，而且不同交换机差别很大。

我们在进行线端阻塞测试时，发现所有交换机都支持该功能。在测试错误帧过滤时，我们考虑了小帧、超大帧、CRC错误帧、碎片、Alignment错误和Dribble错误这些主要错误帧，结果显示各交换机都具有对这些错误帧的过滤功能。

我们还对3Com4900和神州数码D-linkDGS-3308TG在三层的性能进行了测试。测试结果显示，DGS-3308TG表现非常优异，在三层的吞吐量和全网状测试中依然是100%线速，丢帧率为0，延迟在100%线速、64字节帧时仅为4.56us；3Com4900性能也不错，仅在64字节帧的吞吐量测试中获得99.13%线速的值，在延迟测试中速率的不同为3Com4900带来了相差较大的结果，在64字节帧、100%线速下延迟为59.41us，而98%线速时为4.28us。

便捷的安装

我们测试的千兆骨干交换机，比起他们的强大转发能力来说，他们的体积要显得小很多，特别是神州数码D-Link的DGS-3308TG交换机，性能非常出众，而且又是三层交换机。无论是体力上还是脑力上，安装千兆以太网骨干交换机都不是一件费力气的事情。

我们测试的千兆骨干交换机，DGS－3308TG、EDIMAXES-5800R和3Com4900交换机都有1000Base-T接口。这些交换机1000Base-T接口都能够支持10/100/1000M速率的自适应，也支持自动的线序识别，免去了网络工程师在连接交换机、服务器或者路由器的时候，苦思冥想应该用那种联线。而1000Base-T接口对于一些企业来说，可以非常好的保护原来在布线方面的投资。

我们测试的千兆骨干交换机基本上是固定配置模块式的。DGS-3308TG交换机有两个GBIC的接口，通过GBIC的模块可以适应单模和多模的光纤。3Com4900交换机在后面板有一个扩展槽，插入1000Base-T/SX/LX模块可变成16口的千兆交换机。Thinker3800交换机则是一个通过在交换机的四个插槽中分别插入千兆光纤模块而构成的，应该说它在配置方面更灵活。

我们收到的交换机大部分都只有一个交流电源，而Accton的ES4508提供了一个直流电源的接口，而3Com4900和DGS-3308TG还提供了冗余电源的设计。

送测的网管型交换机都有一个恢复出厂设置的选项。Thinker3800、DGS-3308TG、AcctonES4508交换机都支持TFTP协议上传交换机现有的配置文件到TFTP服务器，或者从TFTP服务器上下载交换机先前的配置文件。如果在配置中出现失误，这两项对工程师都很有用。3Com4900公司的交换机中，每更改一次设置，3Com4900都会自动保存设置，保存速度比其他厂商专门的保存配置到ROM或者RAM的速度快。

这些支持网管的交换机都可以升级软件，升级的方法是通过TFTP或者通过串口利用Xmodem这样的协议。送测的3Com4900交换机原本是一个2层交换机，在3Com公司的工程师的帮助下，我们升级了软件，3Com4900变成了一个3～4层的交换机。你可以在
3Com公司的网站上免费下载该软件。

这些网管型交换机，可以通过串口手工配置交换机的IP地址，也可以利用DHCP和BOOTP两种方式，给交换机的网管部分分配IP地址。一旦交换机的网管的代理获得了IP地址，用户就可以方便的用Telnet和HTTP配置交换机。通过对交换机SNMP的配置，网管员也可以利用支持SNMP协议的网管软件对交换机进行配置。 说明书——教科书？

送测的几款千兆骨干交换机都有着非常详尽的文档配备。这里面我们首推的是神州数码D-Link的说明书，非常的详尽。前面很大一段篇幅用来介绍2层交换、3层路由的基础知识，而后是对交换机功能的详细介绍。另外，该交换机的说明书是中文的，这也方便国内工程师来阅读。3Com4900提供了光盘和印刷的说明书，说明书也非常的详细。另外3Com公司的网站上还可以下载到该交换机所有的相关文件信息。我们拿到的创想公司的Thinker3800交换机，提供了一张光盘，里面有中文的说明书，内容也非常的详尽。

强大的功能

我们此次的评测主要是衡量千兆骨干级交换机的性能，同时我们也通过配置和验证性的测试来考量交换机所具备的功能。

在我们测试的交换机中，有两款是具备第三层转发能力的。神州数码D-Link的DGS-3308TG是其中一款，我们把其8个端口分别设为不同的VLAN，划入不同的子网测试了其性能，相当不错。作为一款固定模块化的交换机，它还支持OSPF这样更复杂的路由协议。

另外一款三层交换机是3Com4900。通过软件升级之后它是一个三层、四层交换机。我们测试了它的三层性能。在四层方面，它可以依照TCP层的端口号识别应用流，为不同的应用流分配优先级。比如说为SNMP应用的数据包分配高优先级，保证网络管理的可行；为端口号为80的应用设置更高的优先级。

其实，为了保证网络的高性能，这些能够进行管理的千兆骨干交换机都支持对广播风暴的限制。同时，所有送测的交换机都支持IEEE802.3X的流量控制协议，保证在出现拥塞的情况下，与其他网络设备协商降低帧的发送速度，缓解网络的拥塞。对于支持铜缆接口的交换机，他们还支持在百兆半双工下背压方式的流量控制。

更多的交换机提供了IEEE802.1p的优先级控制，3Com4900和神州数码D-Link的DGS-3308TG公司的交换机提供了每个端口4个优先级队列，这是送测产品中最多的。神州数码D-Link的DGS-3308TG还可以根据数据帧的源和目的地址分配优先级。我们发现很多交换机把IEEE802.1p的优先级和IEEE802.1Q的设置结合在了一起，为VLAN提供了服务质量的控制。其实，VLAN除了能够保证安全性以外，也能够通过限制广播域，提高网络的性能。

网管型交换机都支持IEEE802.1Q的VLAN。神州数码D-Link的DGS-3308TG交换机可以支持2048个VLAN，是最多的。IEEE802.1Q在以太网帧上加上标记，可以让一个VLAN跨多台交换机，同时在一台交换机中一个端口同时属于多个VLAN。这些交换机都支持
GVRP、GMRP，允许主机通过自动注册到网络的VLAN和组播组中。

链路聚合可以让交换机之间和交换机与服务器之间的链路带宽有非常好的伸缩性，比如我们可以把2个、3个、4个千兆的链路绑定在一起，使链路的带宽成倍的增长。链路聚合技术可以实现不同端口的负载均衡，同时也能够互为备份保证链路的冗余性。在这些千兆以太网交换机中，最多可以支持4组链路聚合，每组中最大4个端口。一般设置链路聚合时可以看出哪些端口是属于一个交换芯片的，链路聚合一半是不允许跨芯片设置的。

生成树协议和链路聚合都可以保证一个网络的冗余性。在一个网络中设置冗余链路，并用生成树协议让备份链路阻塞，在逻辑上不形成环路。而一旦出现故障，启用备份链路。但是生成树协议计算时间太长，IEEE正在制定一个新的协议IEEE802.1W。3Com公司交换机有一个弹性链路设置选项，假设两条链路设为一个弹性链路组，当一条链路出现断路的情况，交换机将迅速让另外一条链路开始工作，效率高于生成树算法，据说可以在1秒钟完成切换。

网络的安全性越来越为人们所重视，交换机可以在底层把非法的客户隔离在网络之外。这些可以管理的网络交换机都支持MAC地址过滤的功能，还可以将MAC地址与固定的端口绑定在一起，和VLAN绑定在一起。3Com和神州数码D-Link的交换机还支持更高层的访问列表控制。

面对越来越多的组播应用，网管型的交换机都支持IP组播，一般是支持IGMP(InternetGroupManagementProtocol,交换机能够智能地转发IGMP和组播数据包，而不是将这些数据包广播到所有的端口。

IGMP探查（IGMPSnooping）的功能可以使交换机能够在转发数据包之前读取IGMP数据包，以得到转发的信息（学习哪个端口属于组播成员）。3Com4900和神州数码D-Link的DGS-3308TG交换机由于支持第三层交换，在IP组播方面有更强的支持。

驾驭千兆

我们考虑到，国内的一些用户暂时不会花很大的价钱去购买一些非常专业的网络管理软件，所以我们非常看重的是交换机自身提供的管理功能，并通过实际的操作来考量他们的可管理性。我们收到的网管交换机都支持3种方式的管理，带外的串口方式、带内的Telnet、HTTP。

串口线是最稳定和可靠的管理方式。从我们的测试情况看，当安装一个新的交换机时，一切配置工作都要通过串口连接交换机开始。而且，除了创想公司的Thinker3800以外，利用串口可以配置交换机的所有功能，查看所有的信息。比较起用Telnet和HTTP的方式，不用担心会在配置完VLAN之后失去与交换机的联系，或者说回复出厂设置之后，因为找不到IP地址无法登录到交换机上。我们收到的千兆骨干以太网交换机提供的都是菜单方式的命令行界面。这样的管理方式对于用户来说可以不花费太大的心思记忆那些命令。唯一的缺陷是不够灵活。比如你要设置所有端口的流量控制，有些菜单配置界面就需要把光标移到每一个端口处进行配置，而命令行的方式，一个命令就完成了所有的设置。3Com4900的菜单，介于命令行和菜单方式之间，每个命令后面都有相应的解释说明。我们测试的这些交换机的菜
单配置界面，设计都非常的合理，而且在交换机负载不同的情况下，表现都没有什么太大的区别。

HTTP的方式是我们最推崇的管理方式。浏览器可以连接所有的交换机，并能够提供非常友善和直观的图形化界面。创想公司的Thinker3800，用串口的方式只能配置一些非常简单的功能，大部分的功能和交换机的管理信息都是在Web上提供的。在这几款交换机的Web页面上，都有帮助选项，点击之后都会有对本页配置内容的详细介绍，这比查阅说明书要便捷许多。神州数码D-Link的DGS-3308TG交换机的Web界面细腻，在查看端口信息的时候，可以用图形化的方式显示端口的利用率。Accton公司的Web管理界面相对来说中规中矩，但是其Web的方式能够管理交换机的所有功能，而一些厂家在Web的管理中，相对于Telnet和串口会有一点点缩水。在Web方面最大的遗憾在于，没有一台交换机是支持中文Web界面。

我们从3Com公司的网站上下载了NetworkSupervisor软件，通过它可以非常方便的管理网络中的3Com设备，查看设备、链路的负载状况，它还可以用寻呼、电子邮件的方式通知网管员。Accton公司在交换机的包装箱中也奉送了该公司的AccView网管软件，用于对Accton的网络产品进行管理。神州数码D-Link也提供了可从网站上免费下载的Dview和专业的LinkManager。

在SNMP方面，我们收到的交换机都有比较好的支持。3Com交换机在RMON方面有比较强的支持，支持1、2、3、4、5、6、9组，一般的交换机也都支持1、2、3、9四组的信息。Accton的ES4508交换机除了支持RFC1213这样的标准MIB库以外，还支持自己的MIB库。

我们收到的交换机中，像3ComSwitch4900、AcctonES4508交换机还可以通过串口连接到调制解调器上，用户可以通过电话网远程拨号访问交换机进行配置管理。
---------- 本次测试的产品均为网管型交换机。性能上，本次参测的交换机中有多款满负载吞吐量达到线速，即使有些交换机未达到线速，也只在小帧下出现丢包现象。功能上，所有参测厂商的交换机都支持端口干路、端口镜像、组播侦听和流量优先级。只是对于堆叠支持，参测厂商的取舍不同。
测试内容

通过对网络建设现状与发展趋势的分析，从产品应用的角度出发，赛迪评测提出了本次产品测试的测试内容：

1.数据转发性能测试: ·二/三层吞吐量测试 ·二/三层延时测试


2.RIPv2与OSPF所支持的三层路由性能: ·会聚时间

·不稳定路由对性能的影响 ·路由抖动对性能的影响 3.服务质量功能（QoS）: ·基于二/三/四层服务质量能力 ·服务质量支持策略 测试环境

赛迪评测使用思博伦通信（Spirent Communications）公司的硬件测试平台SmartBits 6000B以及相关的软件作为此次测试的测试工具，其中测试软件包括SmartApllication、TeraRouting Tester、SmartFlow，图一为测试网络环境示意图。

在不同的测试中，交换机与SmartBits 6000B的连接略有不同，使用的测试软件也不一样。测试描述如下：

1.数据转发性能测试

数据转发性能测试是对三层交换机分别在二层与三层工作状态下，针对吞吐量、延迟、丢包率等性能参数而进行的测试。在该测试中，“帧尺寸变化方式”遵循RFC 2544建议的3种，分别为64、512、1518字节。二层与三层转发性能测试使用的测试软件分别是SmartApllication与SmartFlow，其中延迟是在各款被测试产品最大吞吐量下的测试结果。

吞吐量（Throughput）是用户选择交换机产品和衡量交换机性能时所需要考虑的最重要指标之一，它直接反映了交换机背板转发数据的能力，吞吐量的高低决定了交换机在没有丢帧的情况下发送和接收帧的最大速率。

本次测试中，测试时长为3个周期，每个周期为120秒。测试结果显示，在二层吞吐量测试中，参测的各个厂商都表现出色，三种帧长吞吐量全部达到线速，测试结果如表二所示；在三层吞吐量测试中，全向QS8324表现出色，其次是三一通讯的CrossKey 3526，测试结果数据如表三中所示。

延迟是指数据包通过交换机的时间，它是考察一台交换机的重要性能指标之一，以微秒（μs）为单位。该参数决定于被测试产品所使用的数据转发方式，参测的四种产品都采用了存储转发（Store and Forwarding）方式。


在延迟测试中，测试时长为10个周期，每个周期为30秒。测试结果显示，全向QS8324在二层延迟测试中表现出色，其次是三一通讯的CrossKey 3526。详细结果请参阅表四；在三层延迟测试中， 三一通讯的CrossKey 3526表现不错， 详细结果请参阅表五。

竞技三层——11款三层以太网交换机比较评测 VLAN技术的出现给网络使用者带来了诸多方便，同样也带来了一个新的产品门类——第三层以太网交换机。第三层交换技术的出现至今已经有几年的历史，从去年到今年，我们看到不少厂商推出了一系列新的第三层带千兆上联端口的快速以太网交换机，它们工作在我们通常定义的网络分布层和布线间。从一些领先厂商推荐的组网方案中，我们也可以看到一些变化，原来第三层交换更多地存在于一个大型企业网的核心层，而今天第三层交换已经进入网络的分布层。第三层交换正在靠近你、靠近网络的边缘。
为了能够帮助广大读者对这些产品有一个更为直观、客观的了解，《网络世界》评测实验室特意组织了此次国内最大规模的三层以太网交换机的比较测试。经过各参测厂商和《网络世界》评测实验室的努力，历时两个月，圆满地完成了此次测试。
此次测试，《网络世界》评测实验室坚持一贯的公正与客观的立场，向所有相关厂商开放，不收取任何费用，旨在为广大读者选型提供最有价值的帮助。邀请函一经发出得到了国内外厂商的积极响应，共收到了国内外11个厂商的11款产品（每厂商限送1款），包括阿尔卡特公司的OmniCore 5010、安奈特公司的Rapier24、烽火网络公司的F-engine S3100、北京港湾网络有限公司今年新推出不久的FlexHammer 5010、华为技术有限公司的Quidway S3526、LeapComm公司的CLS8524、清华同方网络产品公司的TFS9024E、全向科技公司的QS8324、上海广电应确信有限公司的InfiniteSwitch 7024+、TCL公司的S4326MF、智邦科技的ES3627。它们的配置情况大多是24个10/100兆自适应端口,同时具备两个千兆端口的固定配置交换机（阿尔卡特的OminCore 5010为20个100M端口加2个千兆端口; 烽火的F-engine S3100为24个百兆端口（未提供千兆模块）; LeapComm的CLS8524为24个100M端口加1个千兆端口）。

在此次测试中我们对参测产品性能、管理、安装与易用性、配置、功能特性等方面进行了测试。
在性能测试方面，我们依照网络产品的测试标准RFC2544，使用Spirent（思博伦）通信公司的SmartBits 6000B测试仪对三层以太网交换机的第二层和第三层交换性能分别进行了测试，同时我们采用Spirent通信公司的TeraRouting软件配合TeraMetrics卡尝试了对第三层交换机的路由性能测试，测试了RIPv2路由表深度，并模拟网络中发生路由震荡之后，第三层交换机在路由收敛方面的能力。
在功能、管理、安装和易用性等方面，我们也通过实际配置交换机，进行了验证。
更近的三层交换
一般情况下，我们把一个企业网或者电信网分为三个层次：核心层、分布层（汇聚层）和接入层。在过去，第三层交换机一般位于大型企业网（用以太网技术构建城域和接入的电信网还是这两年的事情）的核心层，而在分布层和接入层一般采用二层交换设备，也就是像一些公司说的3/2/2的配置结构。而今天，一些厂商推荐给用户的组网方案中，已经从原来的3/2/2（支队h3c7506-1550-1550）变成了3/3/2（市局华为9306-分局、支队（需要IP地址数量多，甚至多个ip段。）7506-1550）的配置结构，在分布层进行第三层交换。这次参与测试的交换机正是这类产品。
在大型的企业网中，这类交换机一方面连接2层接入交换机，提供VLAN之间的IP交换，同时上联端口密度更高的核心交换机。当然它也可以作为中小企业的骨干交换机。而在现在方兴未艾的以太城域网、宽带接入网中，这一类交换机下联百兆或者十兆的接入交换机以及新兴的VDSL交换机进行VLAN之间的IP交换，并通过光纤连接到城域网的分布层交换机。
更高的性能
对性能的诉求

从三层交换机本身来看，它的出现就是为了解决企业网边缘路由器在进行企业网VLAN间通信时速度慢、拥塞等问题，取代转发速度慢且价格昂贵的传统路由器，所以对于三层交换机来说，其三层的转发性能应该与其二层的性能没什么差别，对其转发速率、丢包率、延迟等指标要求很高，同时，还要具有路由器的功能。
另一方面，三层交换机处在网络分布层，要尽可能地达到满负载下的线速。根据以前我们测试网卡和服务器的经验，一般主机上的百兆网卡实际通信速率最高为几十兆，对接入交换机的交换压力相对较低。而对于分布层交换机来说，接入交换机将几十个终端产生的流量汇聚上来，速率就很容易达到100M，同样是一个24个百兆端口加一个千兆端口的交换机，位于接入层和位于分布层负载程度是不同的，也就是说对于分布层的三层交换机的处理能力要求更高。另外，分布层的三层交换机也要有比较好的路由性能，不仅能够完成直联VLAN之间的三层转发，在一个大型的拓扑复杂的企业网和城域网中还要能够维护足够大的和正确的路由表，并根据路由表将数据包正确快速地发送到目的网段。
我们测了些什么？
基于上述对于三层交换机性能诉求的分析，我们此次的性能测试包括了三大部分：二层性能测试、三层性能测试和路由部分性能的测试。
二层和三层的性能测试包括交换机分别工作在这两个模式下的吞吐量（Throughput）、包丢失率（PacketLoss）、B to B、延迟（Latency）以及网状测试。延迟部分的测试又包括三部分，百兆同模块的延迟、跨模块的延迟和千兆端口间的延迟。路由性能测试包括RIP路由表容量测试和RIP路由收敛测试（参测产品并不都支持OSPF。
参测交换机性能解析
本次参加评测的三层交换机在性能上表现出的最突出的特点就是他们在二层、三层交换性能上基本一致，大部分交换机达到了二、三层的所有帧长度的线速转发。

二层和三层的性能测试中，吞吐量的测试最能直接反映出交换机性能的优劣。我们此次的参测产品中，安奈特的Rapier24、烽火网络的S3100、华为的Quidway S3526、LeapComm的CLS8524、清华同方的TFS9024E、全向的QS8324、上广电应确信的InfiniteSwitch7024+、TCL的S4326MF以及智邦科技的ES3627都达到了64、512、1518字节三种帧长的线速转发。B to B测试中，我们设定的测试时间为2秒，每种字节的帧长反复测试10次取平均值，这样的配置脚本下，所有参测的配置为24×100Base-TX+2×1000Base-SX(或LX或T的交换机都能够在64字节帧长情况下收到数据包13095260个，512字节帧长情况下收到数据包2067656个, 1518字节帧长情况下收到数据包715192个。
延迟测试的结果差别比较大，但总的来看，各参测交换机二层和三层的延迟差不多，有的三层的延迟要小于二层的延迟，这体现了第三层交换比传统的路由转发在转发数据包上的优异性能。这项测试中表现好的交换机是上广电应确信的InfiniteSwitch 7024+和华为的Quidway S3526。
上广电应确信的Infinite Switch 7024+二层和三层的百兆同模块和跨模块的延迟测试结果非常相近，都在3.2ms和3.8ms之间，是所有的参测交换机中延迟最小的，千兆端口间的延迟测试结果在1.9和2.5ms之间，成绩非常突出。华为交换机的三种延迟测试数据结果基本上在3.4和5ms之间，三层的延迟要小于二层的延迟。
网状测试中，由于LeapComm送测的交换机只有一个千兆端口，所以将其一个千兆端口对应10个百兆端口，剩余14个百兆端口进行全网状测试；烽火网络送测的F-engine S3100 没有千兆端口，所以24个百兆端口进行全网状测试。测试的结果差别也比较大，二层的网状测试64字节帧长情况下，只有华为的Quidway S3526、烽火网络的S3100和LeapComm的CLS8524没有丢包，但烽火网络S3100没有千兆模块，测试结果是24个百兆端口的全网状测试结果，LeapComm CLS8524只有一个千兆模块，所以在这样严峻的考验下，Quidway S3526是表现最好的。其他的两种帧长的情况下，阿尔卡特的OmniCore 5010、烽火网络的S3100、华为的Quidway S3526、LeapComm的CLS8524、清华同方的TFS9024E、全向的QS8324、上广电应确信的InfiniteSwitch 7024+、TCL的S4326MF和智邦科技的ES3627都没有丢包。三层的网状测试的结果，配置为24×100Base-TX+2×1000Base-SX(或
LX或T的交换机中，华为和TCL的交换机在三种字节帧长的情况下，都没有丢包，表现最好。
路由测试结果分析
路由表容量测试主要考察被测交换机能够维持的最大的路由表数目。在参测的交换机中，路由表容量最大的是阿尔卡特的OmniCore 5010，为7950条，安奈特的Rapier24紧随其后，为7901条，华为的Quidway S3526也不错，为6900条。
路由收敛测试考验第三层交换机在网络发生变化，接到路由更新信息的时候，维护正确的路由表并正确地转发数据包的能力，我们主要考察第三层交换机在收到路由更新信息到能够正确转发数据所需要的时间。很遗憾，按照我们的测试标准（90%线速的流量下），此次测试的11款交换机中只有4款能够在发生路由变化后，较为正确地转发数据包，它们是华为的Quidway S3526、港湾的FlexHammer 5010、阿尔卡特的OmniCore 5010和安奈特的Rapier24。
路由收敛测试结果如图所示，前三者的曲线更“优美”一点。
路由收敛测试结果
Quidway S3526用了47秒学到所有路由，并在收到路由撤销信息后，用了11秒的时间撤销路由的50%，在得到恢复路由的信息后，用了31秒的时间恢复了被撤消的50%的路由，它的收敛速度非常快; 阿尔卡特的OmniCore 5010通过3秒钟时间学习到了所有路由，在收到撤销路由信息后用了49秒撤销了路由表的50%，将被撤路由的流量降到0，在收到恢复路由的更新信息后，用了74秒的时间恢复了被撤消的50%路由，其路由学习时间非常快;港湾网络的FlexHammer5010用了49秒学到了所有的路由，在接到撤销50%路由的更新信息后用了12秒撤销路由，使这部分的数据流降到0，在收到恢复路由的路由更新信息后，用了30秒的时间恢复了路由，恢复路由的速度非常快。
更强的功能
灵活的配置

在此次参加测试的交换机中，我们感受到了产品配置的多样性和灵活性。安奈特Rapier24交换机在后面板上提供了一个扩展槽位，可以插入广域网模块，对于一些中小企业来说，可以免去购买专用路由设备的开销。另外，该产品还支持防火墙的功能。
大部分的交换机都提供了扩展槽，可插入铜线、长波、短波的千兆模块，上广电的InfiniteSwitch7024+交换机还提供了GBIC接口。
全面的二层功能
此次参测的三层交换机产品在第二层功能方面都有非常好的表现。
链路聚合可以让交换机和交换机以及交换机和服务器之间通过多个以太网端口绑定在一起，实现负载均衡,所有的交换机都支持该功能，而烽火网络F-engine S3100、清华同方TFS9024E、全向QS8324、TCL S4326MF、智邦ES3627能够支持最多13组、每组8个端口的链路聚合，是最突出的。
端口镜像功能可以将一个端口的流量和状态复制到交换机的另一个端口，用于监管，参测的所有交换机都能很好地支持这一功能。
广播风暴控制可以防止广播风暴降低交换机性能，参测的产品大多都支持，华为等公司的产品还能够按照速率进行限制，比如广播风暴占端口速率的百分比。
VLAN是第二层和第三层交换机非常重要的功能。此次送测的产品都能够支持IEEE 802.1Q和基于端口技术的VLAN。而IEEE 802.1Q VLAN中涉及的GVRP（GARP，VLAN 注册协议）和GMRP（GARP 组播注册协议）也被广泛地支持。
阿尔卡特OmniCore5010交换机是我们见到的支持VLAN技术的种类最多的交换机，它能够支持基于协议、MAC地址和第三层地址(IPX、IP的VLAN划分。比如它可以根据不同的协议类型划分VLAN,IP协议的是一个VLAN，IPX是另外的VLAN。
第三层功能

我们测试的交换机都支持静态路由和默认路由，而在动态路由方面，参测的交换机都支持RIPv1和RIPv2，一部分支持OSPF协议。华为的交换机支持EIGRP协议，上广电的Infinite Switch7024+交换机还支持BGP4这样的外部网关协议。
另外，阿尔卡特的OmniCore 5010、安奈特Rapier 24、港湾Flex Hammer 5010、华为Quidway S3526和上广电InfiniteSwitch7024+交换机还支持策略路由。一般来说，路由器是根据IP包的目的IP地址查找路由表，做出正确的路由选择，策略路由意味着路由器还会依靠其他的因素条件，确定数据包的转发路径，比如优先级方面的考虑、负载均衡方面的考虑等等。
第三层交换机和路由器一样可以支持多种第三层协议。阿尔卡特OmniCore 5010和安奈特Rapier24交换机可以支持IPX和AppleTalk。
DHCP 中继的引入为处于不同网段间的DHCP 客户机和服务器之间承担中继服务，可以将DHCP 协议报文跨网段中继到目的DHCP 服务器或客户机，许多网段的DHCP 客户机可以使用同一个DHCP 服务器。我们测试的交换机都支持这一功能，另外，安奈特Rapier24和上广电InfiniteSwitch7024+交换机本身也可以作为一个DHCP服务器。
三层交换机的ARP代理（Proxy ARP）功能是指三层交换机可以代理实际子网外的计算机，用交换机的物理地址回应网络上的ARP请求，然后，利用路由功能将接收到的数据包转发到目的计算机上。所有参测的交换机都支持这一功能。
访问控制列表是路由器中常常使用的技术，它可以对IP数据包进行控制，比如限制它的流量、出入以及提供QoS等等。一般访问控制列表可以对IP数据包的源和目的地址信息、第四层端口号等信息进行识别，并加以控制。我们测试的交换机中华为、港湾、上广电、阿尔卡特、安奈特的交换机能够提供访问控制列表的功能。
QoS 实现QoS的一个重要方式是在交换机端口设置多个优先级队列，在这方面，阿尔卡特OmniCore 5010又给了我们一个惊喜，它在百兆、千兆端口上都可以提供8个优
先级队列。而华为和港湾、安奈特、上广电应确信的交换机可以提供每端口4个优先级队列。
QoS的另一个工作是能对数据包进行分类。一方面是对二层的数据包进行识别，即IEEE 802.1p协议，我们测试的交换机都支持这一协议。另外是IP层的，在IPv4中有一个ToS字段，我们测试的交换机中阿尔卡特、安奈特、华为、港湾、上广电的交换机都可以对这一字段的信息进行识别。
阿尔卡特、港湾、华为、上广电的交换机还可以识别数据包第四层信息，比如TCP、UDP的端口号，识别应用提供QoS服务。另外，安奈特的交换机还可以通过识别IP数据包中协议类型字段的信息提供对不同协议的QoS服务。上述四款交换机在QoS方面的功能非常强大。
在队列算法方面，华为、港湾、安奈特的交换机都支持PQ（Priority Queueing，优先队列）和WRR（Weighted Round Robin，加权循环调度队列），阿尔卡特的交换机除了支持上述算法外，还支持PBQ(Programmable Bandwidth Queuing，允许用户修改默认的WRR算法。
另外，阿尔卡特、港湾、华为、上广电的交换机还支持带宽控制。还要提到的是，安奈特的交换机还支持RSVP协议。
安全
我们测试的交换机都可以进行MAC地址的过滤、MAC地址锁定，并可以构建静态的MAC转发表。国内的港湾和华为两家公司走在了国际厂商的前面，率先支持IEEE 802.1x这一最新的安全认证协议。在第三层，我们测试的所有交换机都支持IP地址的过滤功能。
在第四层，只有港湾、华为、上广电、阿尔卡特、安奈特的交换机支持对第四层信息的识别，提供安全策略。安奈特的交换机还内置了防火墙的功能。
冗余

我们测试的交换机都支持生成树协议。阿尔卡特和华为的交换机还支持快速生成树协议(IEEE 802.1w。在第三层，华为的Quidway S3526交换机、安奈特的Rapier 24支持VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议;阿尔卡特的OmniCore 5010支持HSRP (Hot Standby Router Protocal，热等待路由协议。 组播
不论是企业网还是电信网，对视频通信、视频应用需求越来越大。我们测试的交换机对组播都有比较好的支持。华为的Quidway S3526支持协议比较全面，支持IGMP、DVMRP 、PIM（SM/DM）。阿尔卡特的交换机支持IGMP、DVMRP、PIM-SM，而安奈特的交换机支持IGMP、PIM-DM、DVMRP。 Web还有必要吗？
用Web方式管理这一类的交换机还重要吗？
如果看烽火网络的F-engine S3100、清华同方的TFS9024E、全向的QS8324、TCL的S4326MF、智邦科技的ES3627和LeapComm的CLS8524，提供了非常直观和方便的基于Web的管理界面，比通过串口或者Telnet方式的菜单配置界面要方便。特别是全向公司，提供给用户一个全中文的Web配置界面，更方便用户使用。但是在功能更强大的交换机中，Web的配置界面似乎不再受重视了。阿尔卡特的OmniCore5010根本没有Web界面。一些厂商似乎更重视自己开发的专用网管系统。比如阿尔卡特交换机的访问列表的设置需要通过他们自己的基于SNMP技术的网管软件完成。华为则更推崇用QuidView网络管理软件管理交换机，港湾的情况类似，也需要他们的HammerView。
港湾、华为、上广电的交换机，支持用一个IP地址管理多台交换机实现集群管理。华为的交换机还可以借助自己的HGMP将一台交换机的配置分发到其他交换机上。
港湾、华为、安奈特的交换机都提供了对某一端口进行自环，检查端口状态的命令。上广电还提供了测试线缆长度的命令。而安奈特和华为的产品在Web管理方式中还提供了帮助选项，考虑得比较周到。

细心的考虑
港湾、华为、清华同方、全向、TCL都提供了中文说明书，对于国内用户和分销、集成商来说非常方便。港湾、华为、智邦科技、安奈特、阿尔卡特，以及LeapComm公司的说明书对涉及的第三层交换、路由、VLAN、生成树、组播等技术都进行了比较详细的说明，提供了产品组网的例子。另外要提到的是,安奈特提供的印刷版快速安装手册，在组织上非常新颖，通过一个地图，标出了安装过程的步骤和需要注意的事项。
网络产品的售后支持更多地依赖于分销商和集成商，我们在支持方面主要是看各个公司的网站建设情况。大多数参测厂商的网站都提供了丰富的支持资料，比如下载新的软件版本、说明书、问题的解答、配置案例等等。

三层交换机测试方法解析
测试方法解析 测试环境 我们使用的测试仪器是Spirent公司的SmartBits6000B。SmartBits6000B可以同时插12个不同的模块，我们使用了4个10/100M Ethernet SmartMetrics模块、4个1000Base-X SmartMetrics模块和1个TeraMetrics 10/100/1000Mbps以太网模块。其中每个10/100M Ethernet SmartMetrics模块有6个10/100Base-TX端口，TeraMetrics模块有2个10/100/1000M的RJ-45端口，1000Base-X SmartMetrics模块每个模块可接1个1000Base-SX/LXGBIC。 我们使用一台CPU为PIII750、内存192M、硬盘20G的COMPAQ Evo N200笔记本电脑作控制台。 测试软件为SmartWindow 7.30、SmartApplications2.50、SmartFlow 1.50以及TeraRouting Tester1.10。 我们的测试主要依照RFC2544（网络互连设备的基准测试方法）。

基本性能测试 性能测试中，我们选用了64字节、512字节、1518字节三种长度的帧。 在二层吞吐量、丢包率、Back to Back、延迟测试时，拓扑结构为端口1对1，满负载。延迟测试分别测试了百兆端口同模块、跨模块时的延迟和千兆端口之间的延迟，测试速率在被测设备的吞吐量下。需要说明的是，对于在吞吐量的速率下测试的延迟结果异常的交换机，我们将速率降到90%线速来测试其延迟。 网状测试是对交换机性能更为残酷的考验。在网状测试中，我们设置每个千兆端口与10个百兆端口做双向传输，剩余的百兆端口实现全网状测试。 三层性能测试时，被测交换机每个端口设成一个独立的VLAN，并分配一个独立的IP网段，吞吐量、丢包率、延迟、B to B、网状测试时的拓扑结构与2层性能测试相同。 需要强调的是，我们大部分测试项目包括吞吐量、丢包率、延迟和网状测试项目的测试时间都设置成120s，这是我们此次测试严谨性的一个最有力的体现。我们在实际的测试时比较了将测试时间设为60s和120s的情况，发现在网状测试时，有的交换机在60s的情况下不丢包，但在120s时却有丢包。这表明120s的测试时间能够在更严格的情况下检验交换机的性能。B to B测试时，我们设置测试时间为2s，共测试10次。 路由测试 路由测试是我们此次三层交换机评测的重点，由于此次我们征集到的三层交换机有一些是不支持OSPF路由协议的，所以我们只测试了交换机在RIPv2下的路由性能。这项测试包括两部分，路由表容量测试和路由收敛测试。 路由表容量是指路由表内所容纳路由表项数量的极限，它是交换机路由性能的重要体现，因为这意味着第三层交换设备能够在一个多大规模的网络中工作。测试中，我们通过仪器向被测设备广播一定数量的路由表，考察被测设备是否能够收到并维持住相应的路由表项。
RIP路由收敛测试是体现三层交换机路由性能的一个重要部分。这里有必要详细解释一下路由震荡和网络收敛。如果互联网络中的路由器都保持了正确的路由信息，那么互联网络是收敛的，此时的互联网络是稳定的，并且所有的路由都沿着最佳的路径。但是网络会经常发生变化，比如，路由器发生故障、通信链路发生故障或有新的节点加入到网络中，网络的拓扑发生变化要映射为路由器路由表的变化，导致网络拓扑发生变化就是路由震荡，它的最终结果就是网络要收敛。这个过程中，路由器应该重新修订自己的路由表，建立新的转发表，并将新的路由更新信息发给其他的路由器，整个过程都是对路由器性能的考验。路由器在网络发生变化后，经过处理发现路由新的下一跳的过程叫做收敛; 每一个路由器在发生路由变化后，修改自己的路由表，重新计算最佳的路径所需要的时间为收敛时间。在网络中，大量的路由震荡在任何时间都会导致严重的问题，在这种情况下，相关路由信息的广播和撤销的数量是巨大的。由于第三层交换机承担了不同VLAN之间通信的路由工作，所以考察第三层交换机路由收敛的性能是十分必要的。测试中，我们给交换机灌入被测设备路由表容量的80%左右的虚拟路由，并通过测试仪给交换机加入90%线速的虚拟网络的传输流，在被测交换机完全收到广播的路由表并稳定一段时间后，撤销50%的路由，待稳定一段时间后再恢复被撤销掉的路由，通过这样一个过程考察被测交换机是否能够及时地维护路由表，并且正确转发数据。 功能考察 在配置、安装和易用性、特性和管理方面的测试中，我们的工程师详细阅读了厂商提供的说明资料，实际地配置、安装了交换机，并通过Console口、Telnet和Web几种方式对交换机的管理方式以及路由、QoS、访问列表、安全等功能进行了配置和尝试。对于厂商提供的说明书，管理界面，我们按照易用、完整的要求进行了考量。由于网络产品大多来源于厂商的分销、集成伙伴，我们通过查看原厂商的网站对客户的支持信息来考核他们的服务支持能力。 整个性能测试部分在我们对参测的每一款交换机进行总体评价时占40%的比例，其中路由性能占整个性能测试的25%；价格占10%；功能、配置、管理、附件、易用性等共占50%。
千兆交换机性能测试的九项指标
交换机作为企业网络的核心连接设备，它的性能是保障企业网络速度的主要标准。为了帮助读者比较清楚地了解交换机的性能全貌，我们利用业界先进的IXIA1600测试仪器对涉及交换机性能中的9项主要指标进行了测试，当然，测试条件相对于实际工作环境来说是相当严酷的。


我们进行性能测试的主要依据是RFC2544和RFC2285，测试中主要选择了64字节、512字节和1518字节三种常用的以太网帧长度。


1．吞吐量 作为用户选择和衡量交换机性能最重要的指标之一，吞吐量的高低决定了交换机在没有丢帧的情况下发送和接收帧的最大速率。在测试时，我们在满负载状态下进行。该测试配置为一对一映射。


2．帧丢失率 该测试决定交换机在持续负载状态下应该转发，但由于缺乏资源而无法转发的帧的百分比。帧丢失率可以反映交换机在过载时的性能状况，这对于指示在广播风暴等不正常状态下交换机的运行情况非常有用。


3.Back-to-Back 该测试考量交换机在不丢帧的情况下能够持续转发数据帧的数量。该参数的测试能够反映数据缓冲区的大小。


4.延迟 该项指标能够决定数据包通过交换机的时间。延迟如果是FIFO(First in and First Out,即指的是被测设备从收到帧的第一位达到输入端口开始到发出帧的第一位达到输出端口结束的时间间隔。最初将发送速率设定为吞吐量测试中获得的速率，在指定间隔内发送帧，一个特定的帧上设置为时间标记帧。标记帧的时间标签在发送和接收时都被记录下来，二者之间的差异就得出延迟时间。


5．错误帧过滤 该测试项目决定交换机能否正确过滤某些错误类型的帧，比如过小帧、超大帧、CRC错误帧、Fragment、Alignment错误和Dribble错误，过小帧指的是小于64字节的帧，包括16、24、32、63字节帧，超大帧指的是大于1518字节的帧，包括1519、2000、4000、8000字节帧，Fragment指的是长度小于64字节的帧，CRC错误帧指的是帧校验和错误，Dribble帧指的是在正确的CRC校验帧后有多余字节，交换机对于Dribble帧的处理通常是将其更正后转发到正确的接收端口，Alignment结合了CRC错误和dribble错误，指的是帧长不是整数的错误帧。该测试配置为1对多映射。


6．背压 决定交换机能否支持在阻止将外来数据帧发送到拥塞端口时避免丢包。一些交换机当发送或接收缓冲区开始溢出时通过将阻塞信号发送回源地址实现背压。交换机在全双工时使用IEEE802.3x流控制达到同样目的。该测试通过多个端口向一个端口发送数据检测是否支持背压。如果端口设置为半双工并加上背压，则应该检测到没有帧丢失和碰撞。如果端口设定为全双工并且设置了流控，则应该检测到流控帧。如果未设定背压，则发送的帧总数不等于收到的帧数。


7．线端阻塞（Head of Line Blocking，HOL） 该测试决定拥塞的端口如何影响非拥塞端口的转发速率。我们测试时采用端口A和B向端口C发送数据形成拥塞端口，而A也向端口D发送数据形成非拥塞端口。结果将显示收到的帧数，碰撞帧数和丢帧率。


8．全网状 该测试用来决定交换机在所有自己的端口都接收数据时所能处理的总帧数。交换机的每个端口在以特定速度在接收来自其他端口数据的同时，还以均匀分布的、循环方式向所有其他端口发送帧。我们在测试千兆骨干交换机时采用全网状方法获得更为苛刻的测试环境。


9．部分网状 该测试在更严格的环境下测试交换机最大的承受能力，通过从多个发送端口向多个接收端口以网状形式发送帧进行测试。我们使用该测试方法用于千兆接入交换机测试中，其中将每个1000M对应10个100MB端口，而剩余的100MB端口实现全网状测试。 智能化小区网络中心交换机检测、调试方法

http://www.54owner.com/pm/p5130_1_40.shtml


不知道对你有没有帮助~~
北辰 回答采纳率:13.5% 2008-11-05 18:05
此次评估的目的是为了对各厂商的千兆以太网产品进行一次客观的比较。这种比较的主要目的是为IS管理员和其他IT专业人员提供有助于他们做出设备采购决策的信息。因此，我们的测试不仅仅局限在交换机的性能测试上，而是一个全面的考量，既使用定量衡量标准（如吞吐量、包丢失、延迟、每千兆位成本），又使用定性衡量标准（如安装和管理是否简单、可靠性）。

我们主要的测试项目为：配置测试——考量交换机配置的灵活性、端口密度、可扩展性等。安装和易用性测试——安装的时间和难易程度、支持文档和在线帮助的有效性等。特性测试——包括端口链路聚合，流量控制，MAC地址表的容量，端口镜像，VLAN，支持第三层交换，冗余特性，基于MAC的安全性，QoS，生成树，组播控制等。管理测试考察控制台及命令行界面的能力，对Web、SNMP、RMON的支持等。还有重要的性能测试。

我们在性能测试方面使用了业界知名的网络性能测试仪IXIA1600。IXIA1600最多可以插16个模块，我们的测试环境包括5个10/100M自适应模块，每个模块有4个10/100Base-TX端口；6个10/100/1000Base-T自适应的LM1000T模块，每个模块有2个10/100/1000M的RJ-45端口；5个GBIC模块，每个模块可插2个1000Base-SX/LX端口。如此完备的测试环境使得我们能够同时测试12个1000Base-T端口、10个1000Base-SX端口、32个10/100Base-TX端口。因此我们能够对参测产品中的高密度千兆端口交换机，进行满负载测试，考察出其在最严格情况下的真实性能。测试时，我们使用5类跳线和光纤跳线连接被测交换机和测试仪。

完备的测试环境使得我们能够同时测试12个1000Base-T端口、10个1000Base-SX端口、32个10/100Base-T端口。能够对参测产品中高密度千兆端口交换机，进行满负荷测试，考察出其在最严格情况下的真实性能。

我们此次交换机测试主要使用IXIA1600测试仪的ScripMate软件配置和运行各项指标测试，s criptMate专门为RFC2544和RFC2285设计了标准自动化脚本，我们根据自己的需求可以轻松地定义各种参数，同时能够产生详细的日志文件和描述结果的文件。

我们依据RFC2544、RFC2285以及中国通信行业千兆以太网测试规范制定了9项测试指标，它们是吞吐量、帧丢失率、背对背、延迟、部分网状、全网状、背压、线端阻塞、错误帧过滤，基本上涵盖了用户选择千兆以太网交换机时需要考虑的主要性能指标。

在测试时，IXIA1600所有端口在默认状态下都允许自适应并关闭流控，此次所有测试都考虑了64字节、512字节、1518字节三种典型长度的帧，除非特别指明，测试都在全双工状态下进行。为了确保测试条件的可靠性和准确性，每项测试均重复了三次。最后的结果是取三次测试的平均值。

在吞吐量测试中，端口配置为1对1映射，在满负载情况下测试吞吐量。在帧丢失率测试中，我们将最初速度设定为100%线速，通过端口1对1映射测试帧丢失率。在延迟测试方面，由于千兆接入交换机包括百兆端口和千兆端口，而百兆端口之间的延迟和千兆端口之间的延迟有较大区别，所以我们进行了百兆端口同模块、跨模块以及千兆端口之间三项测试，每项
测试选择了其中的一对端口双向发送数据，对于在100%线速时延迟异常大的交换机，我们将速度调整的稍微低一些进行测试。在网状测试中，对于千兆骨干交换机，进行全网状测试，对于千兆接入交换机，则采用部分网状测试方法，将每个千兆端口对应10个百兆端口，剩余的百兆端口实现全网状测试。在Back-to-Back测试中，满负载下端口配置为1对1映射，初始速度设置为100%线速。背压测试采用两种方法，在半双工和全双工状态下，通过3个端口向一个端口发送数据检测是否支持背压和IEEE802.3x流控。线端阻塞则采用端口A和B向端口C发送数据形成拥塞端口，而A也向端口D发送数据形成非拥塞端口。错误帧过滤则通过1对多映射实现了对过小帧、超大帧、CRC错误帧、fragment、alignment错误和dribble错误这6种典型错误帧的测试。

在配置、安装和易用性、特性和管理方面的测试中，我们的工程师详细阅读了厂商提供的说明资料，实际地配置、安装了交换机，并通过Console口、Telnet和Web几种方式对交换机的管理方式以及链路聚合、VLAN、MAC地址过滤、静态单播地址、端口镜像等功能进行了配置和尝试，并用各厂商提供的网管软件对交换机进行了管理，另外，我们还用了一个MIBBrowser察看交换机的MIB信息。

我们在对一款千兆交换机进行总体评价时，性能占40%，性价比占10%，而其他的功能、配置、特性、管理、安装易用性的情况会占50%。
IP网络设备高级性能测试方法
IP网络设备高级性能测试方法
摘要 介绍了IP网络设备基本性能测试的相关标准，阐述了相关设备的高级测试技术，并且对高密度、低时延的10G以太网测试方法进行了分析，总结了IXIA在上述领域的优势与特点。 1 引言
IP网络设备是IP网络的核心，其性能好坏直接影响IP网的网络规模、网络稳定性以及网络可扩展性。性能测试主要是让被测试设备承受不同的负载，验证其表现，主要目的是测试它的容量（如吞吐量），以及处理业务的速度（如时延）等。不同的IP网络设备由于采用了不同的硬件结构，性能表现会有所不同，即使是同一IP网络设备交换设备在不同的负载下也会有不同的表现。另外，IP网络设备配置的不同也会引起不同的性能表现，所以全面对IP网络设备进行性能测试就显得尤其重要。
从测试方法和流程上，根据被测设备特点的不同，一般将2~3层IP设备测试分三部分进行，即与流量相关的转发平面测试，与控制层面相关的协议测试，包括路由协议、组播、MPLS和桥接协议等，另外还有转发平面和控制层面结合的测试。这三部分既相互独立又互相关联。本文重点介绍和流量相关的转发平面高级测试技术，其他方面的内容另行介绍。
需要说明的是，2~3层IP网络设备仅仅是通常概念上的划分，随着IP网络设备功能复杂性的增加，2~3层设备和4~7层设备功能也在融合，对IP设备也要进行全面的2~7层测试。

2 传统基准性能测试技术
从测试的角度看，由于IETF没有对特定设备性能测试作专门规定，传统上都遵守RFC2544标准做测试，以太网交换机测试标准则参照RFC2889。由于网络互联设备除了通用性能测试以外通常还有一些特定的性能指标，例如路由器区别于一般简单的网络互联设备，在性能测试时还应该加上路由器特有的性能测试，例如路有表容量、路由协议收敛时间等指标。 另外，QoS，组播，IPv4，IPv6和VLAN等多种相关技术都需要进行详细的测试。 在传统的基准性能测试中，IETF测试标准化工作组（BMWG，Benchmarking Methodology Working Group）尽量在独立公正，不受厂家技术指标影响的情况下定义了一系列测试标准和方法，相关的RFC包括：
（1）RFC2544（Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices）。该标准是网络基准性能测试标准，定义了6项基本性能测试规范，相关术语由RFC1242定义。由于该标准是20世纪90年代发布的，已经不能满足新的测试技术需要，因此2007年由IXIA公司主导参与做了较大更新。
（2）RFC2889（Benchmarking Methodology for LAN Switching Devices）。该标准是局域网交换设备测试规范，定义了交换机测试的11个项目。
（3）RFC 3918（Methodology for IP Multicast Benchmarking）。该规范是在RFC2432基础上更新的组播测试规范，定义了组播设备的14个测试项目。
（4）RFC 3511（Benchmarking Methodology for Firewall Performance）。该规范是在RFC2647基础上更新的防火墙性能测试规范，定义了防火墙测试的10个项目。 3 高级测试技术
上述测试标准和基本性能测试技术都比较成熟，目前应用也比较普遍，但是不能满足日益复杂的IP网络设备的测试要求，在测试2~3层IP网络设备时，还需要考虑更多的方面，比如包长的选择是否过于简单？是否可以随机变换数据包发送间隔从而变换数据包发送速率？数据包发送序列是否灵活多变？数据包的地址数可以再增加？流量类型是否足够多，是否可以混合？是否可以跟踪数据流里的多个字段？是否可以详细统计成千上万的数据流，并从中快速找出你所需要的性能“最好的”或者“最差的”数据流？这些复杂的测试技术，对仪表也提出了更高的要求，我们称这些为2~3层IP设备高级测试技术。
（1）选择变化的数据包长。在传统的基本测试规范中，数据包的长度是固定的，或者在正常的64~1518字节长度内，选择几个特定的数据帧长度进行测试，由于网络中存在的数据帧长度是变化的并且各种长度的数据帧都广泛存在，各种正常、异常的数据帧也都分布在网络中。比如对于一个典型的企业网络流量，同时存在多种业务类型和流量比例（见表1）。在这种情况下，传统的测试方法不能真实反映IP网络设备应用于网络中的情况。IXIA建议采用变化的数据包长对设备进行测试，采用递增、递减、定制、随机、IMIX、高斯分布等多种灵活的帧长分布方式。
表1 典型企业网络混合流量模型


（2）选择变化的数据包间隔。在IP测试中，数据包间隔主要有3种，帧间隔（IFG，Inter-Frame Gap）、突发流间隔（IBG，Inter-Burst Gap）和数据流间隔（ISG，Inter-Stream Gap）（见图1）。数据包间隔的变化可以产生速率的不均匀性，对被测设备在变化速率下的性能可以直接计量，并且能模拟突发效果，反映真实数据流特性。IXIA支持各种数据包间隔的灵活设置。

图1 3种数据包间隔示意图
（3）选择不同的数据包发送序列。测试仪表通常要支持两种数据包发送顺序，一种为“串行”方式，也就是有多条数据流，在第一条数据流的数据包发送完毕后发送第二条，然后第三条，依此类推。这种方式的好处是可以方便定义多种流量类型，可以按照预先设计好的模式顺序发送。另外一种为“并行”方式，也就是有多条数据流，按照每条数据流的速率，依次发送第一个、第二个数据包。图2所示的是两种数据流的示意图。通过设置不同的数据包发送序列，可以使被测设备产生周期性的压力，以验证其对各种类型流量的处理能力。

图2 “串行”和“并行”数据流示意图
（4）选择尽可能多变化的MAC和IP地址。在基本的性能测试项目中，测试仪表所产生的流量都是单个数据流的方式，也就是单个MAC地址、IP地址的方式。这种方式和IP网络设备也和应用于现网中的情况差别很大。因为IP设备处理一条或者多条数据流所消耗的资源是不相同的。测试仪表只有构造和产生尽可能多的MAC和IP地址才能对IP转发设备的性能进行全面评估。
（5）选择尽可能多的流量类型。如前文所说，网络中存在的数据帧长度是多样的，同样在网络中存在的业务类型也有很多种，并且随着技术的发展，新的业务种类也在增加。这就需要测试仪表能够同时产生多种流量类型，比如MAC，VLAN，IPv4，IPv6，TCP/UDP，
MPLS等多种混合的流量类型，甚至IP/TCP/UDP Checksum错误报文，IP TTL 0，FCS等错误报文等。为了测试的准确性，甚至建议采用真实的应用层流量对IP网络设备进行测试，并得到各种业务的QoE指标。
（6）跟踪数据流里多个字段。性能测试仪表的特点就在于对IP网络设备的多个性能指标（如时延、吞吐量、丢包率）进行分析，要得到上述相关指标，测试仪表必须在所产生的数据流中增加特征字节或者能够对特征字段进行追踪，如果数据流在转发过程中被修改或者数据包长度改变（如QoS重标记或者VLAN泄漏等情况），要对被改变的数据流进行性能测试，则必须要求仪表能够同时追踪数据流的多个不连续字段。
（7）快速找出所需数据流和清晰的时延分布。测试的重要目的是能够对结果可以进行很好的分析与查看。测试仪表产生成千上万条不同特征的数据流，但是哪些数据流转发状态好，哪些不好？从海量的数据里面很难找到，如果可以快速找出这些转发状态不好的数据流，可以极大地提高定位问题的效率。IXIA支持数据流检测功能，可以实时找到性能“最好”或者“最差”的数据流，比如时延最小的数据流。这个特性大大提供了测试工程师的效率，深得用户称赞。
IXIA高性能测试方案除了对传统基本测试标准有很好的支持，在高级性能测试技术方面，也处于绝对领先地位，并且采用自动化测试脚本的方式进行配置，操作简单、易于使用。 4 10GE高准确性时延测试
随着各种业务对带宽需求的增多，目前10G的应用也非常普遍，要准确测试当前业界时延小、密度高10G交换机的数据包转发时延，需要考虑下面几点因素。
首先，测试仪表要有足够高的时间精度、很小的抖动和长时间测试稳定连续的测试结果。由于测试仪表固有的硬件结构，微小的变化或者抖动是不可避免的，当测试开始时，仪表端口内部的缓存会根据资源占用状态产生的延时有所不同。随着测试的进行，这些缓存所产生的时延会变的稳定。所以，关注平均时延非常重要，要进行多次测试并且确保测试结果的连续性。
其次，采用正确的测试方法也是准确测试10G交换设备时延的重要因素，一定要避免引起拥塞或者产生被压（Back Pressure）。拥塞和被压会引起缓存额外的开销或者数据包重传，这样会引起时延的增大或者变化。
第三，测试时所产生的流量模型要以全网状的方式进行，并且以逐渐增大的方式达到线速。从测试连接图看，要进行准确的交换设备时延测试，采用全网状的测试拓扑能够全面验证被测设备转发处理芯片的效率。这三点是要准确测试低时延、高密度10G交换设备的重要原则。图3是4个端口网状流量的逻辑拓扑示意。


图3 4个端口全网状流量逻辑拓扑示意图
在上述拓扑上，首先要注意的一点是所有测试端口同步传送问题以避免导致数据包排序和拥塞，这样会增大设备的时延。为了避免造成拥塞，仪表的流量发送端口不仅要有稳定和同步的发送时钟，并且要能够对时钟频率（PPM）进行调整，即使是1个PPM的偏差也可能导致端口拥塞和数据包丢失。
对于时延大的IP设备，仪表本身固有的时延、光接口模块和连接的线缆所引入的时延是可以忽略不计的。但是对于时延非常小的设备，这些因素都要考虑进去才能准确评估被测设备的时延大小。这就需要仪表能够有时延自校准功能，能够将测试仪表引入的时延在测试过程中通过某种机制去掉。为了计算仪表自身结构引入的时延，可以通过图4的方式进行计算和验证，由于内在的时延是发送和接收电路处理数据引入的时延，让流量发送端口工作于环回（Loopback）模式，就可以计算出仪表自身内在的时延。

图4 仪表端口环回模式验证时延大小
对于连接仪表和被测IP设备的线缆所引入的时延，应该如何计算是必须要考虑的问题。众所周知，光在真空中的传输速度为299792458m/s，根据光的折射率和物理线路部署环境的复杂性，信号在光纤中的传送速度要比上述理论值慢很多，但是使用高精确性的仪表可以十分方便地测试出光纤的时延，经过IXIA公司对不同长度光纤的反复试验，可以知道光纤每米的时延大概为5ns。这些外在因素引入的时延在测试过程中也需要通过仪表的内在机制去掉。
IXIA目前提供业界最高密度的10GE测试产品，在测试低时延、高密度10G交换产品方面特点和优势非常明显，从测试结果的准确性方面，IXIA具有20ns的测试精度，测试结果的抖动范围在20ns范围之内，并且可以通过自校准方式去掉仪表固有的时延，能够对任意MSA兼容光模块所引入的时延偏差进行校准。从测试结果的可靠性方面，IXIA对每个发布版本的每次测试结果都具有可重复性，所得到的测试结果基于实际的时延，而不是基于理论假设。从测试的配置方面，IXIA通过自动化脚本实现以简化配置，并且端口数据包的发送频率可以在±102PPM范围内进行调整（IEEE P802.3Z规定，在实际网络运行环境中，考虑到设备的技术实现问题，千兆和10G以太网标准规定数据传输时钟可以在±100 PPM范围内波动，在此范围内所发送的数据速率都认为是线速转发）。从10GE测试模块的端口密度上，IXIA一个测试模块具有8个端口，一个机架式机框支持96个端口的业界最高密度，提供了节省空间、节约电力消耗的“绿色环保”测试理念。图5是IXIA高密度、高性能10GE测试模块示意。图6是线缆长度、预期时延与实际测试示意。从表2 IXIA和其他仪表工具经过多次试验评测得到的结果比较可以看到IXIA在10GE时延准确性测试方面的优势。


图5 IXIA 8端口10GE高密度、高性能测试模块

图6 线缆长度、预期时延与实际测试示意图 表2 线缆长度、预期时延与实际测试结果比较

5 结束语
IP网络设备性能测试是一个复杂的过程，需要很好的规划与设计，才能有效全面地对IP网络设备进行性能评估。IXIA作为IP测试领域的领导者，可以提供基本性能测试方法和复杂性能测试实现，并且所有这些操作都可以采用快捷的自动化配置方式实现，在提高测试效率的同时，也可以得到可靠、可信任和准确的测试结果。


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