網(wǎng)絡(luò)測(cè)試第三層網(wǎng)絡(luò)測(cè)試

第三層網(wǎng)絡(luò)測(cè)試《網(wǎng)絡(luò)測(cè)試》課程山東農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院計(jì)算機(jī)系1.第三層測(cè)試的必要性2.第三層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述3.決定第三層網(wǎng)絡(luò)性能的主要技術(shù)指標(biāo)4.第三層網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試相關(guān)RFC文檔5.第三層網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試基本方法內(nèi)容提要任務(wù)：將分組（或包）從源主機(jī)傳送到目的主機(jī)解決方法：主機(jī)尋址方案：通過(guò)分組頭部中的源地址和目的主機(jī)地址來(lái)識(shí)別相互通信的計(jì)算機(jī)，解決不同類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)之間的主機(jī)尋址問(wèn)題。路由選擇功能：確保分組沿著最佳路徑從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連：提供對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連的支持，包括硬件接口和通信協(xié)議。1.1OSI三層功能概述核心設(shè)備：路由器路由器可以支持各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互連，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)主機(jī)之間的通信。路由器根據(jù)數(shù)據(jù)分組中的目的網(wǎng)絡(luò)地址為經(jīng)過(guò)路由器的每個(gè)包尋址一條到達(dá)下一跳節(jié)點(diǎn)的最佳傳輸路徑。1.1OSI三層功能概述三層功能的重要性：關(guān)系到整個(gè)通信子網(wǎng)的運(yùn)行控制。網(wǎng)絡(luò)層提供的包轉(zhuǎn)發(fā)和路由處理功能關(guān)系到從源主機(jī)到目標(biāo)主機(jī)的數(shù)據(jù)可達(dá)問(wèn)題，直接影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。路由器是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)互連環(huán)境中最關(guān)鍵的設(shè)備，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的交通樞紐。如果第三層設(shè)備在處理包時(shí)出現(xiàn)了問(wèn)題，不僅會(huì)引入傳輸問(wèn)題和傳輸延遲，還會(huì)導(dǎo)致包將被丟棄。1.2三層測(cè)試的必要性1.第三層測(cè)試的必要性2.第三層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述3.決定第三層網(wǎng)絡(luò)性能的主要技術(shù)指標(biāo)4.第三層網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試相關(guān)RFC文檔5.第三層網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試基本方法內(nèi)容提要注意：封裝和拆封過(guò)程中的二層和三層地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系2.1IP協(xié)議1.主機(jī)1通過(guò)ARP協(xié)議獲得默認(rèn)網(wǎng)關(guān)（即路由器A的E0的MAC地址）。2.主機(jī)1將分組封裝成以太網(wǎng)幀發(fā)送給路由器A的E0端口。2.1IP協(xié)議主機(jī)1給主機(jī)5發(fā)送數(shù)據(jù)3.E0端口分離出IP分組，通過(guò)將IP分組中的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)號(hào)與路由表進(jìn)行匹配，路由器A將分組從E1端口送出。

發(fā)送前首先將該IP分組重新按以太網(wǎng)幀的形式進(jìn)行封裝。2.1IP協(xié)議主機(jī)1給主機(jī)5發(fā)送數(shù)據(jù)4.路由器B收到該以太網(wǎng)幀后，通過(guò)幀的拆封，得到IP分組，查找自己的路由表，將該分組從令牌環(huán)網(wǎng)T0發(fā)送至主機(jī)5。

路由器B以T0口的MAC地址為源地址進(jìn)行802.5令牌環(huán)網(wǎng)幀的封裝。2.1IP協(xié)議主機(jī)1給主機(jī)5發(fā)送數(shù)據(jù)具有多個(gè)輸入端口和多個(gè)輸出端口的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)路由選擇部分（控制層面）、分組轉(zhuǎn)發(fā)部分（數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面）2.2路由器的組成1.路由選擇部分

核心構(gòu)件：路由選擇處理機(jī)

運(yùn)行系統(tǒng)軟件或路由選擇協(xié)議

定期地交換網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息

依照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)更新和維護(hù)路由表2.2路由器的組成2.數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)部分

功能：主要是根據(jù)控制層面生成的轉(zhuǎn)發(fā)表（FIB）轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包。

注意：轉(zhuǎn)發(fā)表是根據(jù)路由表生成的，其表項(xiàng)和路由表項(xiàng)有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系，但轉(zhuǎn)發(fā)表的格式和路由表的格式不同，它更適合實(shí)現(xiàn)快速查找。2.2路由器的組成2.數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)部分（1）交換結(jié)構(gòu)作用：根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表對(duì)來(lái)自某個(gè)輸入端口的數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理，并使之從一個(gè)合適的輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)，以完成輸入端口和輸出端口之間的互連功能。常用的3種交換結(jié)構(gòu)：總線型交換、共享存儲(chǔ)型交換和交叉開(kāi)關(guān)型交換2.2路由器的組成2.數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)部分（2）輸入端口

是物理鏈路的連接點(diǎn)，也是數(shù)據(jù)包的接收點(diǎn)。

端口通常由線卡提供，一塊線卡一般支持4、8或16個(gè)

端口。每個(gè)輸入端口都有三個(gè)模塊，它們分別是對(duì)應(yīng)

于物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的模塊。

分組的處理：

?如果是路由交換信息——》路由選擇處理機(jī)

?如果是數(shù)據(jù)——》查找轉(zhuǎn)發(fā)表

?一個(gè)分組未處理完，又到了新的分組，則在輸入隊(duì)列中排隊(duì)。2.2路由器的組成2.數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)部分（3）輸出端口 從交換結(jié)構(gòu)接收數(shù)據(jù)包，然后將它們發(fā)送到路由器的線路接口卡上。 當(dāng)交換結(jié)構(gòu)傳送的數(shù)據(jù)包的速率超過(guò)輸出鏈路的發(fā)送速率時(shí)，來(lái)不及發(fā)送的數(shù)據(jù)包就暫時(shí)存放在隊(duì)列中。2.2路由器的組成

決定路由器處理數(shù)據(jù)包的能力的因素：

輸入端口的處理速率查找轉(zhuǎn)發(fā)表的速率數(shù)據(jù)包交換的速率輸出端口的處理速率

主要影響：排隊(duì)？延時(shí)？隊(duì)列的可用存儲(chǔ)空間？丟棄數(shù)據(jù)包？

衡量路由器性能的重要參數(shù)是路由器每秒能夠處理的數(shù)據(jù)包數(shù)。路由器的處理能力及影響第一代單總線單CPU結(jié)構(gòu)路由器第二代單總線主從CPU結(jié)構(gòu)路由器第三代單總線對(duì)稱(chēng)多CPU結(jié)構(gòu)路由器第四代多總線多CPU結(jié)構(gòu)路由器第五代共享存儲(chǔ)型結(jié)構(gòu)路由器第六代交叉開(kāi)關(guān)／交換式體系結(jié)構(gòu)路由器第七代多級(jí)交換路由器2.3路由器的體系結(jié)構(gòu)

路由器必須完成兩個(gè)基本功能：路由處理和數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)處理路由處理：收集網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒉?dòng)態(tài)形成路由表（RIB）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面：根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表（FIB）轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包

RIB與FIB關(guān)系：RIB——》FIB，供轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時(shí)的快速查找2.4路由器工作原理主要流程：

線路輸入：IP分組從不同線路到達(dá)路由器的線卡接口，線路輸入處理部分對(duì)它進(jìn)行信號(hào)恢復(fù)、譯碼和CRC校驗(yàn)，放進(jìn)輸入FIFO隊(duì)列

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：將數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

數(shù)據(jù)包頭部分析：取出分組進(jìn)行分析，主要是三層目的IP地址

數(shù)據(jù)包頭部修改：在進(jìn)入輸出隊(duì)列前，要修改分組頭部，包括TTL值減1、更新IP頭部校驗(yàn)和、替換二層MAC地址等，——》交給輸出FIFO隊(duì)列

線路輸出2.4路由器工作原理1.按性能檔次分高、中、低端路由器

通常按照背板交換能力劃分，如>40Gbps為高端路由器25Gbps～40Gbps之間中端路由器<25Gbps為低端路由器2.5路由器類(lèi)型2.從結(jié)構(gòu)上分為模塊化路由器和非模塊化路由器模塊就是路由器的背板可以再加一些擴(kuò)展功能的卡，當(dāng)路由器某一部分故障，不影響其他部分正常工作，模塊化能讓路由器有更大的靈活性，讓用戶(hù)能根據(jù)實(shí)際需求采購(gòu)模塊。

非模塊就是不能擴(kuò)展那些卡。模塊化結(jié)構(gòu)：中、高端路由器非模塊化結(jié)構(gòu)：低端路由器

2.5路由器類(lèi)型3.按所處網(wǎng)絡(luò)位置劃分通常把路由器劃分為邊界路由器和中間節(jié)點(diǎn)路由器邊界路由器：用于連接不同網(wǎng)絡(luò)或自治系統(tǒng)中間節(jié)點(diǎn)路由器：用于連接同一自治系統(tǒng)中的不同網(wǎng)段4.從性能上分為線速路由器和非線速路由器

線速路由器：完全可以按照傳輸介質(zhì)帶寬進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)，傳輸過(guò)程沒(méi)有間斷和延時(shí)。

2.5路由器類(lèi)型5.從應(yīng)用劃分為通用路由器與專(zhuān)用路由器。6.從功能上劃分，可將路由器分為骨干級(jí)路由器、 企業(yè)級(jí)路由器和接入級(jí)路由器。2.5路由器類(lèi)型1.第三層測(cè)試的必要性2.第三層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述3.決定第三層網(wǎng)絡(luò)性能的主要技術(shù)指標(biāo)4.第三層網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試相關(guān)RFC文檔5.第三層網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試基本方法內(nèi)容提要包轉(zhuǎn)發(fā)是指將包從路由器輸入端口轉(zhuǎn)發(fā)到輸出端口的過(guò)程。

關(guān)注的是路由器基于數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力。

主要考察數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)是否準(zhǔn)確、有無(wú)丟包、轉(zhuǎn)發(fā)延遲多大等。3.1數(shù)據(jù)傳輸層面相關(guān)的指標(biāo)

吞吐量

延遲

丟包率

背對(duì)背

時(shí)延抖動(dòng)

背板能力

系統(tǒng)恢復(fù)

系統(tǒng)重啟3.1數(shù)據(jù)傳輸層面相關(guān)的指標(biāo)

定義：指在沒(méi)有丟包的情況下，路由設(shè)備能夠轉(zhuǎn)發(fā)的最大速率。

兩層含義：保證待轉(zhuǎn)發(fā)的每一個(gè)包都能夠從輸入端口準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)發(fā)到適當(dāng)?shù)妮敵龆丝凇１粶y(cè)設(shè)備在不丟包的前提下，單位時(shí)間內(nèi)能夠轉(zhuǎn)發(fā)的最大包數(shù)量。

吞吐量的衡量單位：每秒轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的數(shù)量。

高速路由器的包轉(zhuǎn)發(fā)能力至少應(yīng)在20包/秒以上。吞吐量整機(jī)吞吐量：

指設(shè)備整機(jī)的包轉(zhuǎn)發(fā)能力。端口吞吐量：

指路由器在某端口上的包轉(zhuǎn)發(fā)能力。

通常采用兩個(gè)相同速率端口進(jìn)行測(cè)試。一般端口吞吐量與端口所占的位置及端口間的關(guān)系相關(guān)。

例如，同一插卡上端口間測(cè)試的吞吐量與不同插卡上端口間的吞吐量值不同。整機(jī)吞吐量通常小于路由器所有端口吞吐量之和。整機(jī)的背板或交換網(wǎng)絡(luò)是制約整機(jī)吞吐量的瓶頸。吞吐量

定義：指分組的最后一位比特進(jìn)入路由器到第一位比特離開(kāi)路由器的時(shí)間間隔。

注意：該時(shí)間間隔是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式工作的路由器的處理時(shí)間。產(chǎn)生原因：轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時(shí)完成的一系列操作，如計(jì)算路由、地址解析等需要一定時(shí)間。數(shù)據(jù)包等候處理時(shí)需要排隊(duì)。

時(shí)延對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能影響較大，對(duì)高速路由器，在最差情況下，要求對(duì)小于1518字節(jié)的IP包時(shí)延均都小于1ms。延遲丟包率

定義：丟包率是指路由器在不同負(fù)荷下，由于資源缺少而不能被網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包在應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包中所占的比例。丟包率通常用作衡量路由器在超負(fù)荷工作時(shí)的性能。丟包率與吞吐量：在吞吐量的范圍內(nèi)丟包率為0，超過(guò)吞吐量就會(huì)引起丟包。不同負(fù)荷指從吞吐量到線速。怎么PING網(wǎng)絡(luò)丟包率！輸入ping。如果出現(xiàn)requesttimeout就說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)有問(wèn)題，最后會(huì)出現(xiàn)結(jié)果顯示丟包率。用Ping測(cè)量丟包的最佳方法是向一個(gè)IP地址發(fā)送大量的Ping命令，然后檢查沒(méi)有應(yīng)答的那些Ping命令。如：快速地發(fā)出了50次Ping命令，（Ping–n50）檢查沒(méi)有沒(méi)有應(yīng)答的次數(shù)，并把沒(méi)有應(yīng)答的次數(shù)作為丟包。沒(méi)有應(yīng)答的次數(shù)超過(guò)5%可能就值得擔(dān)心了。0%

Packet

Loss真實(shí)的故事-IPTV業(yè)務(wù)（無(wú)丟包）采用思博倫通信

Anue模擬丟包0.5

%

Packet

Loss真實(shí)的故事-IPTV業(yè)務(wù)（0.5%丟包）采用思博倫通信

Anue模擬丟包5

%

Packet

Loss真實(shí)的故事-IPTV業(yè)務(wù)（5%丟包）采用思博倫通信

Anue模擬丟包含義：指的是在一段較短的時(shí)間內(nèi)，以合法的最小幀間隙在傳輸媒介上連續(xù)發(fā)送固定長(zhǎng)度的包不引起丟包時(shí)的包數(shù)量。被測(cè)試設(shè)備在某個(gè)速率下能轉(zhuǎn)發(fā)的最長(zhǎng)的連續(xù)包數(shù)目。該指標(biāo)用于測(cè)試路由器緩存能力。如果路由器具備線速能力（即對(duì)于吞吐量=100%線速的路由器來(lái)說(shuō)），該指標(biāo)為無(wú)限大，則測(cè)試沒(méi)有意義。背對(duì)背含義：指時(shí)延的變化。

例如，語(yǔ)音本是連續(xù)的信號(hào)，在將分組數(shù)據(jù)從主機(jī)A發(fā)送到主機(jī)B的過(guò)程中，由于分組傳輸路徑不同，每個(gè)路徑的長(zhǎng)短和數(shù)據(jù)流量各不相同，造成了分組到達(dá)接收端的時(shí)間有所不同，這樣在接收端回放的語(yǔ)音變得時(shí)斷時(shí)連。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延抖動(dòng)不敏感，所以該指標(biāo)通常不作為衡量高速路由器的重要指標(biāo)。對(duì)時(shí)延抖動(dòng)敏感的業(yè)務(wù)，如語(yǔ)音、視頻，該指標(biāo)才有測(cè)試的必要性。時(shí)延抖動(dòng)背板能力背板：背板指輸入與輸出端口間的物理通路。背板能力決定了路由器的吞吐量。背板能力是路由器的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)路由器采用共享背板，但是應(yīng)用于高性能路由器時(shí)不可避免的會(huì)遇到擁塞問(wèn)題，其次也很難設(shè)計(jì)出高速的共享總線，所以現(xiàn)有的高速路由器一般采用可交換式背板的設(shè)計(jì)。但是背板能力只能在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)，一般無(wú)法測(cè)試。定義：路由設(shè)備從超載行為狀況下恢復(fù)到正常轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)的行為特征，主要表現(xiàn)為系統(tǒng)恢復(fù)速度的快慢。從丟包——》不丟包路由設(shè)備必須具有高可用性，在出現(xiàn)軟件崩潰或負(fù)荷超載等非致命問(wèn)題的情況下，系統(tǒng)應(yīng)該能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)恢復(fù)，并且系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間應(yīng)盡量短。系統(tǒng)恢復(fù)系統(tǒng)重啟時(shí)，路由器不能正常工作，會(huì)引起數(shù)據(jù)包的丟失。這段設(shè)備不可用的時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)于評(píng)估設(shè)備的性能優(yōu)劣相當(dāng)重要。系統(tǒng)重啟時(shí)間越小，即因電源開(kāi)關(guān)或系統(tǒng)重置而產(chǎn)生的等待時(shí)間就越小，網(wǎng)絡(luò)的丟包也就越少，由此產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)不可用時(shí)間也就越短。系統(tǒng)重啟控制層面?zhèn)戎乜紤]的問(wèn)題因網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型的差異會(huì)有所不同。對(duì)于小型網(wǎng)絡(luò)：重點(diǎn)考慮路由協(xié)議類(lèi)型的選擇。對(duì)于大型網(wǎng)絡(luò)：還應(yīng)該考查路由表項(xiàng)大小是否滿足、路由表項(xiàng)更新速度如何、路由更新時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)通道上的處理有無(wú)影響等。主要指標(biāo)：路由震蕩 路由表容量 路由收斂時(shí)間等3.2傳輸控制層面相關(guān)的指標(biāo)1.第三層測(cè)試的必要性2.第三層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述3.決定第三層網(wǎng)絡(luò)性能的主要技術(shù)指標(biāo)4.第三層網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試相關(guān)RFC文檔5.第三層網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試基本方法內(nèi)容提要RFC1242、RFC2544、RFC2285、

RFC2889、RFC2328、RFC3222等RFC1242概述為網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的基準(zhǔn)測(cè)試定義了基本術(shù)語(yǔ)和概念。

背靠背、恒定負(fù)載、數(shù)據(jù)鏈路幀大小、丟幀（包）率、幀間空隙、延遲、重啟行為、吞吐量等。4第三層網(wǎng)絡(luò)測(cè)試相關(guān)RFC文檔RFC2544概述

通常被稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的“圣經(jīng)”

對(duì)網(wǎng)絡(luò)二層到七層性能的衡量都有著重要指導(dǎo)作用最主要內(nèi)容是6個(gè)基準(zhǔn)測(cè)試吞吐量（Throughput） 丟包率（PacketLossRate） 延遲（Latency） 背對(duì)背（Back-to-back） 系統(tǒng)恢復(fù)（Systemrecovery） 重啟（Reset）4第三層網(wǎng)絡(luò)測(cè)試相關(guān)RFC文檔1.第三層測(cè)試的必要性2.第三層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述3.決定第三層網(wǎng)絡(luò)性能的主要技術(shù)指標(biāo)4.第三層網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試相關(guān)RFC文檔5.第三層網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試基本方法內(nèi)容提要第三層測(cè)試技術(shù)指標(biāo)以包為關(guān)注對(duì)象，但由于每個(gè)包都必須經(jīng)過(guò)第二層封裝才能傳輸，即每個(gè)包都存在一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的幀，因此，在第三層測(cè)試中仍以幀為對(duì)象定義每條測(cè)試流量。5第三層網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試基本方法目的：確保被測(cè)設(shè)備能夠在穩(wěn)定的工作狀態(tài)下直接轉(zhuǎn)發(fā)每個(gè)IP測(cè)試數(shù)據(jù)包。以學(xué)習(xí)IP地址與MAC地址映射關(guān)系為目的。下圖為被測(cè)設(shè)備第三層地址學(xué)習(xí)示意圖。5.1測(cè)試設(shè)置中的地址學(xué)習(xí)參與端口測(cè)試對(duì)象端口吞吐量一對(duì)同種類(lèi)型端口，各種類(lèi)型端口都要進(jìn)行一次同種類(lèi)型端口直接的測(cè)試端口和線卡的能力整機(jī)吞吐量全部或者多種類(lèi)型的端口背板或者交換網(wǎng)絡(luò)的能力測(cè)試目的：找到在沒(méi)有丟包的情況下路由器能夠轉(zhuǎn)發(fā)的最大速率。判定唯一標(biāo)準(zhǔn)：零丟包兩個(gè)方面的性能：整機(jī)吞吐量、端口吞吐量5.2吞吐量的測(cè)試方法具體測(cè)試過(guò)程：

步進(jìn)

二分搜索法

混合步進(jìn)：假設(shè)每次測(cè)試時(shí)速率的變化量為Δv，如果在某個(gè)速率v下的包能夠正確轉(zhuǎn)發(fā)，但在速率v+Δv時(shí)包出現(xiàn)丟失，則v就是吞吐量。二分法：設(shè)置初始幀速率、最小速率和最大速率。如果測(cè)試時(shí)出現(xiàn)丟幀，則下一輪測(cè)試的速率為當(dāng)前速率與最小速率間的中值；否則下一輪測(cè)試的速率為當(dāng)前速率與最大速率間的中值。5.2吞吐量的測(cè)試方法注意：吞吐量隨幀大小的不同而改變。測(cè)試條件：

幀尺寸：RFC2544對(duì)以太網(wǎng)測(cè)試幀大小的建議為64,128,256,512,1024,1280,1518字節(jié)時(shí)長(zhǎng)：每次持續(xù)60秒以上5.2吞吐量的測(cè)試方法幀長(zhǎng)(bytes)以太網(wǎng)(fps)16Mb令牌環(huán)(fps)FDDI(fps)6414880246911524391288445137938561625645287326456205122349378023585768158625471590310241197192111996128096115429630151881213028138各種網(wǎng)絡(luò)下，幀長(zhǎng)與最大理論速率的關(guān)系5.2吞吐量的測(cè)試方法幀長(zhǎng)度(bytes)理論最大速率(fps)吞吐量(fps)64148801300012884458200256452845005122349234910241197119712809589581518812812測(cè)試結(jié)果：5.2吞吐量的測(cè)試方法10Mbps端口的DUT吞吐量測(cè)試目的：確定DUT在不同的負(fù)載和幀長(zhǎng)度條件下的丟包率。該參數(shù)可以反映過(guò)載情況下網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能，有助于表明一個(gè)設(shè)備在面對(duì)廣播風(fēng)暴等網(wǎng)絡(luò)異常情況下的行為。實(shí)際的測(cè)試方法是以一定速率向DUT發(fā)送一定數(shù)目的包，并對(duì)DUT轉(zhuǎn)發(fā)的包的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。丟包率=((發(fā)送包數(shù)量X-接收包數(shù)量Y)*100)/發(fā)送包數(shù)量X5.3丟包率的測(cè)試方法

測(cè)試流量測(cè)試負(fù)載流

X量:X測(cè)試流量

轉(zhuǎn)發(fā)負(fù)載流

Y量:Y被測(cè)試設(shè)備丟失流量Z根據(jù)作用的不同，幀可以劃分為多種類(lèi)型，如數(shù)據(jù)幀、學(xué)習(xí)幀、路由更新幀等，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)當(dāng)采取合適的丟棄策略，盡量保證關(guān)鍵幀和重要幀的順利傳輸。例如若丟失了某個(gè)關(guān)鍵的路由信息幀，就有可能導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)不能交換，從而引起更大的丟失率。由于丟包率測(cè)試主要考慮待測(cè)設(shè)備在超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況下的異常行為，包括包的丟失、重發(fā)、亂序和錯(cuò)發(fā)等。在接收時(shí)不能簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)收到幀的個(gè)數(shù)，必須加以識(shí)別。這需要對(duì)幀進(jìn)行編號(hào)，接收時(shí)可以通過(guò)對(duì)幀編號(hào)的查對(duì)來(lái)判斷各種不同的異常情況。重發(fā)和亂序不算作丟失，但在接收幀總數(shù)里不能重復(fù)統(tǒng)計(jì)收到的重復(fù)幀。5.3丟包率的測(cè)試方法在測(cè)試丟包率時(shí)，為了達(dá)到反映測(cè)試設(shè)備在超負(fù)荷情況下的實(shí)際運(yùn)行情況，同時(shí)真實(shí)反映設(shè)備丟包率的情況，可采用三種方式：一對(duì)一端口發(fā)送和接收：反映單端口的丟包情況，兩端口可以隨機(jī)選取，重復(fù)測(cè)量10次計(jì)算平均值即可。部分網(wǎng)狀多對(duì)一（一對(duì)多）端口測(cè)試：通過(guò)發(fā)送端口（例如用3個(gè)）以一定速率向待測(cè)設(shè)備的某個(gè)接收端口發(fā)送數(shù)據(jù)；或者一個(gè)發(fā)送端口以一定速率隨機(jī)發(fā)向多個(gè)接收端口。這種情況下，需要測(cè)量更多次數(shù)來(lái)反映平均性能。多對(duì)多全網(wǎng)狀測(cè)試：多個(gè)結(jié)點(diǎn)（例如4個(gè)）形成一個(gè)連通圖，即任意端口要發(fā)送報(bào)文到其余各端口，任意端口要收到其余各端口發(fā)向自身的報(bào)文。5.3丟包率的測(cè)試方法兩種不同的測(cè)試過(guò)程：如果事先已經(jīng)測(cè)試得到吞吐量，測(cè)試時(shí)將吞吐量設(shè)為最低負(fù)載，然后逐漸增加負(fù)載，觀察在不同負(fù)載下丟包的情況。吞吐量未知的情況下5.3丟包率的測(cè)試方法吞吐量未知的情況下001100110011傳輸比

100%0011001100110011001100傳輸比

90%010011001100首先，以測(cè)試幀長(zhǎng)相應(yīng)的最大傳輸速率(100%)來(lái)發(fā)送一定數(shù)量的幀，然后測(cè)試在DUT上的丟包率。將傳輸速率下降至90%、再測(cè)試傳送幀信息。以后將傳送比10%一次次下降、直到出現(xiàn)兩個(gè)連續(xù)的測(cè)試沒(méi)有出現(xiàn)丟包為止。5.3丟包率的測(cè)試方法測(cè)試結(jié)果橫坐標(biāo)：幀速率，即特定幀長(zhǎng)下的理論最大幀速率的百分比縱坐標(biāo)：丟包率5.3丟包率的測(cè)試方法是基準(zhǔn)測(cè)試的重點(diǎn)和難點(diǎn)。測(cè)試目的：確定數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)DUT傳輸所需要的時(shí)間反映DUT執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)操作的速度以及轉(zhuǎn)發(fā)隊(duì)列的處理情況。延遲越小，說(shuō)明路由器處理數(shù)據(jù)包的速度越快。5.4延遲的測(cè)試方法存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備和位轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備中延遲的定義不同。對(duì)于采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式的設(shè)備，延遲的計(jì)算方法為：延遲=輸出幀的第一位出現(xiàn)在輸出端口的時(shí)刻–輸入幀的最后一位到達(dá)輸入端口的時(shí)刻對(duì)于位轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備：延遲=輸出幀的第一位出現(xiàn)在輸出端口的時(shí)刻–輸入幀的第一位到達(dá)輸入端口的時(shí)刻。在實(shí)際情況下，設(shè)備被看成一種存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，設(shè)備的延遲仍然從輸入的最后一位開(kāi)始計(jì)算，到輸出的第一位結(jié)束，即使這個(gè)計(jì)算結(jié)果是負(fù)的。這樣計(jì)算的目的就是要將設(shè)備作為一個(gè)整體來(lái)看待，而不考慮設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。5.4延遲的測(cè)試方法延遲測(cè)試必須要測(cè)得以下兩個(gè)參數(shù)：輸入幀的最后一位到達(dá)輸入端口的時(shí)刻。輸出幀的第一位出現(xiàn)在輸出端口的時(shí)刻。測(cè)試?yán)щy：在一個(gè)測(cè)試流中，每個(gè)幀的開(kāi)始標(biāo)志和結(jié)束標(biāo)志都是相同的?？捎玫姆椒ǎ赫麄€(gè)報(bào)文的延遲是和報(bào)文中任意位的延遲是相等的，引入了標(biāo)記幀方法，通過(guò)在整個(gè)報(bào)文中特定位置加入特殊標(biāo)記（Tag）來(lái)測(cè)試。5.4延遲的測(cè)試方法將測(cè)試轉(zhuǎn)化為：記錄網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收帶有標(biāo)記的幀的時(shí)間和發(fā)送帶有標(biāo)記的幀的時(shí)間。5.4延遲的測(cè)試方法對(duì)帶有標(biāo)記的幀的要求：不能在傳輸過(guò)程中丟失。轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)候網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)該已經(jīng)工作在穩(wěn)定狀態(tài)，即標(biāo)記幀設(shè)置在測(cè)試流的中間。具體的測(cè)試過(guò)程：首先，為了確保在不丟包的情況下進(jìn)行測(cè)試，要確定DUT在各個(gè)幀長(zhǎng)下的吞吐量。然后，針對(duì)每一個(gè)特定的幀長(zhǎng)，以已經(jīng)確定好的不超過(guò)吞吐量的發(fā)送速率發(fā)送該幀的數(shù)據(jù)流。該發(fā)送過(guò)程應(yīng)該維持至少120秒。在數(shù)據(jù)流發(fā)送60秒之后，在其中的某一個(gè)幀中打上標(biāo)記，并記錄下該幀被完全發(fā)送的時(shí)間戳A(timestampA)。測(cè)試設(shè)備的接收端必須能夠識(shí)別該標(biāo)記信息，并記錄下該標(biāo)記幀經(jīng)由測(cè)試設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)后到達(dá)接收端口的時(shí)間戳B(timestampB)。延遲由時(shí)間戳B減去時(shí)間戳A來(lái)獲得。5.4延遲的測(cè)試方法存在如下局限：在測(cè)試流量中，將中間一個(gè)標(biāo)記幀的延遲測(cè)試結(jié)果作為整個(gè)測(cè)試的結(jié)果；沒(méi)有考慮雙向鏈路延遲可能不同；必須要在沒(méi)有丟包的條件下進(jìn)行測(cè)試，因此必須先測(cè)試吞吐量；單次測(cè)量結(jié)果的偏差可能較大，需要對(duì)20次以上的結(jié)果進(jìn)行平均。5.4延遲的測(cè)試方法改進(jìn)：給每個(gè)測(cè)試幀都打上特有的簽名字段好處有：即使在有丟包的條件下延遲測(cè)量也能進(jìn)行；不必按照RFC2544進(jìn)行20次的測(cè)試，僅需進(jìn)行較少次測(cè)試，通過(guò)求平均就可以得到測(cè)試結(jié)果 在一輪測(cè)試中可以同時(shí)完成延遲和吞吐量的測(cè)試； 通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算可獲得除延遲之外新的延遲測(cè)量指標(biāo)，如平均延遲、最大延遲、最小延遲、延遲分布等擴(kuò)展延遲參數(shù)。5.4延遲的測(cè)試方法測(cè)試目的：通過(guò)向被測(cè)設(shè)備發(fā)送具有合法最小幀間隙的突發(fā)數(shù)據(jù)包，確定被測(cè)設(shè)備在不丟包的情況下能夠處理的最大數(shù)據(jù)包數(shù)目，從而考察路由器接口對(duì)于突發(fā)數(shù)據(jù)的緩存能力。背對(duì)背測(cè)試與吞吐量測(cè)試的區(qū)別：吞吐量測(cè)試重在轉(zhuǎn)發(fā)引擎的轉(zhuǎn)發(fā)能力（單位：包