思博伦通信数据中心网络整体分析方案

●Data Center Bridge Exchange（DCBX）：这是IEEE Link Layer Discovery Protocol(LLDP)的扩展，可以在链路建立的时候交换两端设备的能力参数，比如是否支持PFC，以及802.1Qaz Priority Group。

●其他相关标准：包括IEEE 802.1Qau端到端拥塞管理标准，为克服生成树协议的单路径和收敛慢特点Layer2 Multipathing（L2MP）协议等。

数据中心以太网测试，首先要完成前述的基准性能测试，其次是完成传统以太网所要做的测试，比如生成树(Spanning Tree)，多生成树协议(MSTP)，VLAN，访问控制列表(ACL)，OSPF等路由协议。最重要的部分就是对上述以太网增强功能和性能进行测试。Spirent Testcenter提供了全面的测试方案。

（1）ETS测试

Spirent Testcenter每端口可以支持32k条独立的Stream，并能跟踪和分析64k条独立的Stream，产生丰富的测试流量，验证ETS各Priority Group下的带宽分配、流量整形等功能。Spirent Testcenter能为每一优先级和Priority Group提供基本带宽以及其他高级统计功能，评估每一种Priority Group的流量特性。这些高级统计量包括实时丢包、实时RFC 4737序列、实时RFC 3393 Jitter和误码率。图5是业务设置和结果显示。

图5 Spirent Testcenter ETS测试和测试结果

（2）PFC测试

PFC测试是要验证DCE设备在拥塞情况下对于PFC帧的发生和响应情况。PFC XOFF帧中包含了一个抑制流量的时间，以512bit时间为单位，称为Pause Quanta，在10G速率下对应51.2ns。Spirent Testcenter可以对每个优先级的抑制时间都可以进行用户自定义，并对XOFF和XON帧的发送间隔和序列（见图6）。

图6 PFC XOFF/XON Message序列

当Spirent Testcenter发出PFC帧以后，就可以统计两个PFC重要的测试指标：Pause持续时间和Pause响应时间。Pause相响应时间是指从测试仪表发送XOFF帧，到收到这个优先级上的最后一个数据包的时间。

Spirent Testcenter可以在多个优先级上产生不同Pause Quanta的异步XON/XOFF序列，同时发送不同帧长的双向测试流量，在测试过程中验证每条流的最大时延和PAUSE功能。一个典型的测试例如图7所示。

图7 真实PFC测试场景

在这个和真实网络非常相似的测试场景中，一共有3级流量，分别是P1，P2和P3。

●Spirent Testcenter同时在P1，P2和P3上发送不同帧长的双向流量。

●Spirent Testcenter同时在3个优先级上同时发送XOFF消息，Pause Quanta都是65535。

●在150?s以后，Spirent Testcenter首先在P2上发送XON消息，结束P2优先级上的流量抑制。

●在200?s时候，Spirent Testcenter在P1上发送XON消息，结束P1优先级上的流量抑制。

●在300?s时候，Spirent Testcenter在P3上发送XON消息，结束P3优先级上的流量抑制。

●在第600?s时候(150+450)，在P2上发送XOFF，重复上述行为。

●在700?s时候，在P1上发送XOFF，重复上述行为。

●在1000?s时候，在P3上发送XOFF，重复上述行为。

经过若干轮循环以后，在不同优先级上流量异步，给被测设备造成很大的压力。我们评估每条测试流的最大时延和Pause时间。当一个具有几十个、上百个端口的数据中心设备同时做这类测试，将给被测设备带来极大的压力，能够测试出系统或者设备的性能极限。图8是PFC测试结果的一个示例。

图8 PFC测试结果示例

3.2 FCoE测试

FCoE是在以太网上承载Fibre Channel帧的技术，其核心思想就是把Fibre Channel帧作为Layer 3协议直接封装在以太网之上，也就是用以太网替换了Fibre Channel中的FC-0和FC-1。图9是FCoE的协议层次。FCoE要求以太网支持上述的扩展特性。

图9 FCoE协议层次图

2个Fibre Channel节点之间的典型通信过程包括：Link初始化。F_LOGI：完成交换机发现，N_Port和F_Port之间交换操作能力参数，Fabric给节点分配FCID，并且初始化流控参数。P_LOGI：建立端到端的连接，交换PWWN，NWWN和协商操作参数。可选的PRLI：进行端到端进程级别的服务参数协商。

FCoE要求和传统的FC Fabric机型无缝对接，FC服务在传统的Fibre Channel Fabric和FCoE Fabric上必须无区别操作，所以FCoE必须透明地执行所有的Fibre Channel特性。FCoE的本质就是把Fibre Channel的数据帧和协议帧封装在以太网上传输。FCoE分为2个部分：FC初始化协议(FC Initialization Protocol，FIP)和FCoE协议。FIP协议完成Fabric发现和F_LOGI功能。而FCoE协议包含P_LOGI，PRLI以及Fibre Channel帧的传输。图10是FIP和FCoE的协议封装图。

图10 FIP 和FCoE 协议封装图，上图是FCoE协议封装，

下图是FIP协议封装

基本的FCoE测试包括协议功能测试和性能测试，包括：FIP协议功能（包括Discovery，Login，Logout等功能）；FCID和Ethernet MAC映射；FCoE Session之上的性能测试；FCoE和非FCoE混合性能测试。

Spirent Testcenter能够仿真FC Initiator和Target。图11是Spirent Testcenter进行FCoE协议和性能测试的拓扑结构。

图11 FCoE测试拓扑

作者：赵隽琪 思博伦通信 来源：电信网技术