賀 靜

(太原理工大學 信息化管理與建設中心，山西 太原 030024)

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基于Juniper的網絡設備性能測試方法研究

賀 靜

(太原理工大學 信息化管理與建設中心，山西 太原 030024)

隨著互聯(lián)網規(guī)模的不斷擴大，同等級不同品牌的網絡設備種類越來越多，性能測試成為使用方在選擇設備時至為關心的內容。本文以Juniper設備的測試為例，介紹了一種網絡設備性能測試的方法，著重介紹了吞吐量、丟包率與時延等網絡性能指標的測試方法，實驗測試結果表明該方法有效完成網絡設備測試功能。

Juniper；網絡設備；測試

隨著中國互聯(lián)網規(guī)模的不斷擴大，各高校與供應商等網絡服務提供者對網絡設備的性能提出了越來越高的要求，隨著網絡設備的種類不斷的增加，其性能測試越來越成為購買者非常關心的問題。本文利用軟件測設的方法，對Juniper Ex9214網絡設備的性能進行了測試，測試結果表明該方法有效完成網絡設備測試功能。

1 本文測試的性能參數及指標

對于Juniper Ex9214核心三層交換機來說，設備性能測試的一些基本的性能指標，包括：吞吐量、丟包率與時延。在RFC1242[1]和RFC2544[2]中都有定義，性能參數達到以下指標，設備的指標才算達到基本標準：

1.1 吞吐量

首先本節(jié)介紹吞吐量的定義：一個設備能夠正確轉發(fā)幀/包的最大速率稱為吞吐量。網絡性能測試時必備的測試手段當屬網絡設備吞吐量的測試。典型的測試方法是以確定的速率與時間間隔從網絡的發(fā)送端設備向接收端設備發(fā)送數據，接收端計算接收到的幀，測試結束時系統(tǒng)計算接收率―即吞吐速率。對于千兆端口，不同的包長度于每秒的包數指標見下表1。其中RFC2544中針對以太網幀產生的包長包括以下七種字節(jié)。

表1 RFC2544包速率

1.2 丟包率

首先本節(jié)介紹丟包率的定義：丟包率是在穩(wěn)定的負載下，因缺少資源或其他原因而未被轉發(fā)的數據包的百分比。計算公式為：丟包率=((發(fā)送包數-接收包數)/發(fā)送包數)×100%[3]。

丟包率的測試是作為吞吐率測試的補充，吞吐率測試時，要求不能出現(xiàn)數據幀的丟失，而丟包率的測試，正好與之相反，要求在設備過載的情況下才能進行測試[4]。

雖然網絡設計的目標是丟包率為零，但理想網絡顯然是不存在的。在電信級以太網測試中要求標準用戶的丟包率優(yōu)于0.5%[5]。

1.3 時延

首先本節(jié)介紹時延的定義：對于存儲轉發(fā)設備來說，時延是指從輸入幀的最后一個比特達到輸入端口的時刻到輸出幀的第一個比特出現(xiàn)在輸出端口上的時刻的時間間隔。對于直通設備來說，時延是指從輸入幀的第一個比特達到輸入端口的時刻到輸出幀的第一個比特出現(xiàn)在輸出端口的時刻的間隔。所以，定量地看二者的關系為: 存儲轉發(fā)時延=直通時延-報文長度/接收接口速率[4]。

作為網絡很重要的屬性之一，時延對網絡性能影響很大。但是以太網并沒有相關的標準。

2 測試工具選擇

目前，從事網絡設備性能測試的生產廠商有很多，本文站在高校網絡使用者的角度用一些正常工作時的流量對網絡設備使用時的性能進行分析，所用工具是經過對比選擇的在性能和價格上都能實現(xiàn)的具有代表性的軟件，Ganymede Software公司的Chariot軟件。

2.1 Chariot簡介及工作原理

Chariot是頂尖的網絡業(yè)務和性能測試軟件之一，也是目前世界上唯一認可的應用層IP網絡及網絡設備的測試軟件，能夠模擬眾多的商業(yè)應用進行測試[6]。CHARIOT控制臺產生真實的流量，采用終端到終端的方法測試網絡設備在真實網絡運行環(huán)境中的性能[6]。

這款軟件的基本組成包括CHARIOT控制臺和終端。CHARIOT控制臺主要負責監(jiān)視和統(tǒng)計終端到終端流量的工作，終端負責流量測試工作，實際操作時終端執(zhí)行CHARIOT控制臺發(fā)布的腳本命令，從而完成需要的測試[7](如圖1)。

圖1 Chariot測試原理

2.2 測試步驟

第一步：安裝Endpoint，在A、B兩臺機上安裝Endpoint，安裝之后Endpoint會自行起動，打開任務管理器會發(fā)現(xiàn)多了Endpoint支持的操作系統(tǒng)多了一個Endpoint.exe進程。第二步：安裝Chariot，在另一臺C機器上安裝Chariot，也可以在A、B其中的一臺機上安裝Chariot。第三步：配置Chariot。第四步：測試。第五步：根據測試結果得出結論。

3 測試方案

本文以Ex9214交換機的測試為例，講述網絡設備的測試過程及測試結果分析。在測試時需要考慮交換機端口類型，目前EX9200系列交換機主要有三種，千兆電口與光口，還有萬兆光口，由于測試所用筆記本電腦的端口只支持千兆電口，所以在本案例中只完成千兆電口的測試。測試時本文將千兆電口設置為全雙工，配置測試報文長度分別為為64、128、256、512、1024、1280、1518字節(jié)。

在測試中，拓撲圖如圖2所示，交換機兩個端口分別與兩個筆記本電腦終端endpoint的網口相連。在兩個終端上分別安裝Endpoint5.4，在其中一個終端安裝Chariot5.4，開始測試。

圖2 兩端口性能測試拓撲

3.1 二層性能測試

兩臺測試終端直接連接到交換機EX9214的兩個端口上，保證兩端口在同一網段，在兩端口間發(fā)送二層數據幀，將兩臺筆記本電腦IP地址配置在同一個網段內，測試時將交換機千兆電口設置為全雙工模式，配置測試報文產生的包長包括以下七種字節(jié)。對產生的流量進行吞吐量、丟包率、時延測試。二層性能測試結果如下：

表2 測試結果

圖3 包長為64字節(jié)測試吞吐量

圖4 包長為1518字節(jié)測試時延

3.2 三層性能測試

兩臺測試終端直接連接到三層交換機EX9214的兩個端口上，此時，將兩端口置于不同VLAN，并配置不同VLAN的IP地址，測試時將交換機千兆電口設置為全雙工模式,配置測試報文產生的包長包括以下七種字節(jié)。對產生的流量進行吞吐量、丟包率、時延測試。三層性能測試結果如下：

表3 三層性能測試結果

圖5 包長為64字節(jié)測試吞吐量

圖6 包長為512字節(jié)測試時延

4 結論

本文主要以測試EX9214為例，對交換機性能方法進行研究。測試了交換機端口到端口轉發(fā)性能，測試項目包括吞吐量，時延，丟包率，共測試64、128、256、512、1024、1280、1518七種字節(jié)幀長的性能，每項測試時間為一分鐘，每項都在交換機正常運行情況下分別測試了第二層與第三層的轉發(fā)性能。

參照RFC2544標準中規(guī)定的吞吐量性能參數指標，對比我們的測試結果，可以看出EX9214性能遠遠超過了RFC2544定義的指標標準。測試方法達到了很好的效果。

[1] Bradn er S.Benchmarking Terminology for Network Interconnection Devices[S].RFC1242,July 1991.

[2] Brad ner S.Benchmarking Methodology for Network in Terconnect Devices[S].RFC2544,Mar 1999.

[3] 曹文斌，陳國順，牛剛，等.網絡設備測試技術綜述[J].電光與控制，2014，21(6):13-18.

[4] 章淼，吳建平，盛立杰，等.網絡互聯(lián)設備的性能測試:原理和實踐[J].小型微型計算機系統(tǒng)，2004，25(9):1587-1591.

[5] 孫學瑞.電信級以太網業(yè)務在運營商網絡中的應用及測試[J].通訊世界,2006,141:60.

[6] 湯海晨.基于Chariot的網絡吞吐量的性能分析[J].軟件導刊，2012，2(11)：106-108.

[7] 陳炯然，彭平.基于Chariot的視頻網絡性能測試分析[J].廣州大學學報(自然科學版)，2013,4(12):74-81.

The Performance Test of Network Equipment Based on Juniper

He Jing

(CenterofInformationManagementandDevelopment,TaiyuanUniversityofTechnology,TaiyuanShanxi030024,China)

Along with the incessant expansion of the internet scale,more and more different brands of network equipment in the same level occur.The performance testing has become the most concerned content in the selection of the device.This article,taking the test of Juniper equipment as an example,introduces the test method of network performance index,such as the throughput,packet loss rate and time delay.Experimental results show that the method can effectively complete the test function of network equipment.

Juniper; network equipment; test

2016-07-14

賀 靜(1983-)，女，山西原平人，講師，碩士研究生，研究方向：網絡技術與網絡信息安全。

1674-4578(2016)05-0092-02

TP393

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