IP网络设备的性能测试

录入：edatop.com 点击：

摘要　IP承载网应用业务的增多，网络规模的扩大、组网设备的繁多，使得IP网络设备的性能越来越受到设备制造商、网络运营商的关注与认可，本文着重对应用层次的网络互联设备、应用管理设备的性能测试指标、测试实施流程、测试关注要素进行了阐述，同时使用Ixia的IxLoad自动化测试工具对自主研发的鹰眼SSL VPN安全网关进行了并发性能实际测试。

1 引言

IP技术的飞速发展、IP网承载业务的多元化，使得IP网成为目前组网技术的主角。IP承载网络作为专用网络、数据网络等多种网络的载体，既承载了HTTP、FTP、Telnet、邮件等传统业务，又承载了VOD、BT、IPTV、VoIP、流媒体等新型业务，这些业务对承载网络的性能要求越来越高。

例如，目前运营商大范围推广的IPTV业务，它的实时性强，要求IP承载网络能高效的将视频流传送到用户的接入网络，用户的感知、图像的质量是用户和业务运营商都关注的特性，而IP承载网络是保障这些特性的基础，可以说，承载网络的性能直接影响着IPTV业务的运营状况。

目前伴随IP承载网应用业务的不断扩充，网络的规模变得越来越大、组网的设备越来越复杂，如何评测现有网络性能是否支持新业务扩充？如何评测新增网络设备的性能？诸如此类的问题都是网络建设者、业务运营商较为关注的问题。网络、设备性能测试是保证网络高性能、高可靠性的基本手段，越来越广泛的得到设备制造商、网络运营商等的认可。

2 网络设备性能测试

2.1 测试范畴

IP承载网性能的测试从测试范畴来讲，可以分为设备性能测试、网络性能测试。设备性能测试是单点层面的测试，主要是对IP网中的各网元设备（如交换机）进行性能测试；网络性能测试是延伸层面的测试，主要是对网络端到端性能、全网性能进行的测试。

目前，IP承载网性能测试的内容包括：吞吐量、时延、丢包、抖动等性能指标，通常采用专用的性能测试仪来完成测试。一般来讲，首先在完成设备性能测试的基础上，才会开展网络性能测试，而且还会采用从局部网络性能测试到全网性能测试的方式。

可以说，设备的性能测试是承载网性能测试的起点。在IP承载网中，设备按照网络部署位置可以分为：核心设备、汇聚设备和接入设备；按照应用层次可以分为：网络互联设备、应用管理设备；不同类型的设备其性能考察指标也各不相同。

本文后续部分将对应用层次的网络互联设备、应用管理设备的性能测试加以描述，希望能帮助测试人员更好的理解性能测试指标、更好的进行设备性能测试。

2.2 测试指标

（1）网络互联设备

网络互联设备的性能测试主要集中在设备网络层面的性能测试，测试的标准通常采用业界较广泛认可的RFC标准，包括RFC1242，RFC2544，RFC2885，RFC2889等，其中RFC2544定义了网络互联设备最基本的基准性能测试指标，包括：

●吞吐量（Throughput）

指标定义：在不发生数据包丢失情况下，被测设备能够支持的最大传输速率。

●时延（Latency）

指标定义：测试数据包通过被测设备所需要的时间。

●丢包率（Frame loss rate）

指标定义：在一定负载下，被测设备丢失数据包的比例。

●背靠背（Back-to-back frame）

指标定义：在最大速率下，在不发生数据包丢失前提下被测设备可以接收的最大突发数据包（Burst）的数目。

除了上述基准性能测试外，在IP网络环境中，如果要考察网络互联设备的交换性能、路由性能还需要参照RFC2889，RFC1771，RFC2328等标准进行测试。

目前，有很多仪表厂商致力于网络互联设备性能测试设备的研制与生产，例如Ixia公司的，Agilent公司等，这些测试设备给网络互联设备的生产厂商、网络互联设备的评估机构提供了网络互联设备性能测试与评估手段。这些测试仪表都遵循相关的RFC标准，不但可以对网络互联设备进行性能测试，而且可以网络互联设备间的互操作性进行测试。

（2）应用管理设备

应用管理设备的性能测试主要集中在传输、应用层面的性能测试，对该类设备目前业界没有统一的测试参考标准，但下列性能指标的测试，已广泛得到测评机构、设备制造商的认可，作为应用管理设备性能的度量指标。

●最大连接速率（Maximum Connection Rate）

指标含义：被测设备能够每秒成功处理的最大连接数目。

●最大并发连接数（Maximum Concurrent Connections）

指标含义：被测设备能够成功处理的最大并发连接数目。

●最大带宽（Maximum Bandwidth）

指标含义：被测设备能够成功处理的最大带宽。

●最大事务速率（Maximum Transaction Rate）

指标含义：被测设备能够每秒成功处理的最大事务数目。

●最大并发用户（Maximum Simultaneous Users）

指标含义：被测设备能够成功处理的最大用户数目。

对应用管理设备除了测试在传输、应用层面的性能外，还需要测试设备在网络层面的数据转发性能，数据转发性能测试一般参考网络互联设备的性能测试方法，测试标准参考RFC2544。

2.3 测试关注要素

网络互联设备、应用管理设备的性能测试通常会借助相关的性能测试仪表来完成，在实际进行设备性能测试时，需要关注以下要素：

（1）了解性能测试的尺度

性能测试的主要目的是测试被测设备在不同负载下的性能状况，一般来讲，测试时要考虑在正常负载压力、较大负载压力、最大负载压力下对被测设备进行性能测试。例如参照RFC2544进行的设备吞吐量测试，缺省的测试包长包括了最短（64byte）、中间（128byte、512byte…..）、最长（1518byte）。

（2）使用正确的测试工具

各仪表测试厂商针对不同的性能测试有专门的测试仪表和测试工具，了解、掌握、正确使用这些测试工具可以有效的帮助我们完成性能测试。例如Ixia公司的性能测试仪表，如果进行应用性能测试，使用IxLoad测试工具，如果进行RFC2544测试，使用IxAutomate测试工具。

（3）掌握测试仪表的差异

性能测试常使用专用的性能测试仪表来完成，虽然同类测试仪表都遵循相同的标准、或协议，但测试仪表间有一定差异，这可能影响你的测试配置、测试结果的分析等，例如RFC2544测试中，Ixia 400T测试仪表支持ARP，有些仪表就不支持，故测试时需要了解你所用的测试仪表。

（4）配置正确的负载模式

网络互联设备、应用管理设备分别有不同的性能体现项，而且同类设备也有不同的性能体现项。例如涉及Web应用的应用管理设备，主要关注并发用户性能指标，而涉及包过滤应用的应用管理设备，主要关注带宽性能指标，所以说了解负载模式要素，配置正确的负载模式，可以较准确的解读测试结果。

（5）了解测试结果的依赖性

所有的性能测试结果都是在某种条件下被测设备的性能反映，例如在测试网络互联设备的容量（如吞吐量）时，测试负载不同，测试结果就不同；被测设备的配置不同，测试结果也不同。

2.4 测试实施流程

无论是进行网络互联设备性能测试、还是应用管理设备的性能测试，制定测试计划是实施测试的起步点，一个好的测试计划是成功测试的基本保障。要达到测试目的，完成测试任务，需要在测试过程中分析测试结果、修订测试计划、总结测试。在性能测试实践过程中，我们总结了性能测试的实施流程如图1所示，有效地帮助测试人员开展设备的性能测试，同时该测试实施流程也适用于设备功能测试。

图1 测试实施流程

3 测试实践

我们使用Ixia公司的Ixia 400T测试仪表，以及IxLoad自动化测试工具对鹰眼SSL VPN安全网关进行并发性能测试，鹰眼SSL VPN安全网关作为网络应用管理设备并发性能是其重要的性能指标之一。

在使用Ixia 400T测试仪表进行设备并发性能指标时，除对被测设备的配置外，还需要对测试仪表进行配置，配置主要包括：

（1）负载模式：concurrent connection。

（2）协议：http1.0。

（3）页面大小：64 byte。

（4）客户端网络：模拟地址范围。

（5）服务器网络：模拟地址。

（6）负载压力：由于IxLoad自动化测试工具具有自动加压、自动保持连接等特点，即它会自动调整负载压力值测得被测设备的性能，同时不用配置服务器的响应latency或客户端的think time，这些特点使得性能测试简单、有效。鹰眼SSL VPN安全网关实际的测试环境、测试结果分别如图2、图3所示，测试结果图直观说明了被测设备的实际并发性能。