如何测试千兆交换机硬件指标？

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。目前企业推出各种以太网交换机，很多参数性能都是厂商自己标注，这些性能参数跟交换机的实际情况有差异。 硬件网络测试仪 厂商生产某一款产品，当然不能过分的夸大、虚标参数，因为业界有同样对产品性能进行测试的设备。对于普通的家用无线网络设备，采用软件测试就可以，但是对于大型网络用的设备，就需要用到硬件网络测试设备。对以太网交换机测试比较出名的硬件设备就是IXIA 1600，使用的IXIA 1600是可用于多种网络设备性能测试的负载生成器和分析仪，可测试的设备包括交换机、路由器、有线和无线Modem等边缘和骨干网络设备。IXIA 1600 利用IXIA性能分析系统，可以对构筑高速数据通信网络的各种设备的性能指标进行精确可靠的分析检测。IXIA性能分析系统广泛应用于设备开发、生产及质量认证的各个环节，以及网络的基准测试、开通测试、QoS测试、前瞻性和升级测试。 交换机测试 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，ScriptMate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。 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。 为了帮助读者比较清楚地了解交换机的性能全貌，利用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。 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IEEE8023x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。

　　第三层交换机有很多值得学习的地方，这里我们主要介绍企业如何选择第三层交换机，目前，第三层交换机呈现出较强的增长趋势，正在局域网中取代路由器，其巨大的市场潜力正在吸引着大批国内外厂商加入角逐。可喜的是国内厂商在关键技术方面已经开发出了自已的ASIC芯片和网管软件，从而为用户在品牌的选择上提供了广阔的空间。

　目前，国内市场主要厂商有Cisco、3Com、安奈特、Extreme、Fountry、Avaya、Nortel、Entersys、 D-Link、SVA、神州数码网络、华为、同方网络、清华比威和TCL等。面对如此丰富多彩的品牌，用户在选择时要从哪些方面入手是必须解决的问题。对于第三层交换机的选择，由于不同用户的网络结构和应用都会有所不同，所以在选择第三层交换机的侧重点也就有所不同。但对于用户而言，一般要注意如下几方面。

　1．注重满配置时的吞吐量与任何电子产品一样，选择第三层交换机时，首先要分析各种产品的性能指标，然而面对诸如交换容量（Gbps）、背板带宽（Gbps）、处理能力（Mpps）、吞吐量（Mpps）等众多技术指标，您最好还是紧紧抓住“满配置时的吞吐量”这个指标，因为其他技术指标用户一般没有能力进行测量，惟有吞吐量是用户可以使用Smart Bits和IXIA等测试仪表直接测量和验证的指标。

　2．分布式优于集中式不同品牌的交换机所采用的交换机技术也不同，主要可分为集中式和分布式两类。传统总线式交换结构模块是集中式，现代交换矩阵模块是分布式。由于企业内联网中运行的音频、视频及数据信息量越来越大，使之对交换机处理能力的要求也越来越高，为了实现在高端口密度条件下的高速无阻塞交换，采用分布式第三层交换机是明智的选择。因为总线式交换机模块在以太网环境下，仍然避免不了冲突，而矩阵式恰恰避免了端口交换时的冲突现象。

　3．关注延时与延时抖动指标企业内联网几乎都是高速局域网，其目的之一就是为了音频和视频等大容量多媒体数据的传输，而这些大容量多媒体数据包最忌因延时较长和数据包丢失使信息传输产生抖动。有些传统集中式交换机的延时高达2ms，而某些现代分布式交换机的延时只有10ms左右，两者相差上百倍。而导致延时过高的原因通常包括阻塞设计的`交换结构和过量使用缓冲等，所以，关注延时实际上需要关注产品的模块结构。

　4．性能稳定第三层交换机多用于骨干和汇聚层，如果性能不稳定，则会波及网络系统的大部分主机，甚至整个网络系统。所以，只有性能稳定的第三层交换机才是网络系统连续、可靠、安全和正常运行的保证。当然，性能稳定看似抽象，似乎需要历史检测才能有说服力。其实不然，由于设备性能实际上是通过多项基本技术指标和市场声誉来实现的。所以，您可以通过吞吐量、延迟、丢帧率、地址表深度、线端阻塞和多对一功能等多项指标以及市场应用调查来确定。

　5．安全可靠作为网络核心设备的第三层交换机，自然是攻击的重要对象，这就要求必须将第三层交换机纳入网络安全防护的范围。当然，这里所说的“安全可靠”，应该包括第三层交换机的软件和硬件。所以，从“安全”上讲，配备支持性能优良、没有安全漏洞防火墙功能的第三层交换机是非常必要的。从 “可靠”上看，因客观上任何产品都不能保证其不发生故障，而发生故障时能否迅速切换到一个好设备上是需要关心的问题。另外，在硬件上要考虑冗余能力，如电源、管理模块和端口等重要部件是否支持冗余，这对诸如电信、金融等对安全可靠性要求高的用户尤其重要。还有就是散热方式，如散热风扇等设置是否合理等。最后，对宽带运营商来说，认证功能也是考察的重要方面。以前交换机是给企业用的，上了网就直接连出去了，不需要认证。而宽带运营商则需要确认用户是否记录在案。用户访问Internet时出现了一个窗口，输入用户名和密码才能通过认证，所以宽带运营商的第三层交换机还应支持一些特殊的协议如8021x等，以实现认证。

　6．功能齐全产品不但要满足现有需求，还应满足未来一段时间内的需求，从而给用户一个增值空间。如当公司员工增加时，可以插上模块来扩充而不必淘汰原有设备。还有一些功能，如组播、QoS、端口干路、8021d跨越树以及是否支持RIP、OSPF等路由协议，对第三层交换机来说都是十分重要的。以组播为例，在VOD应用中，如果一组用户同时点播一个节目，用组播协议可以保证交换机在高密度视频流点播时非常顺畅地进行数据处理，反之，如果交换机不支持组播协议，则占用的带宽就相当大。再如QoS功能可以根据用户不同需求将其划分为不同等级，可以使宽带运营商按端口流量计费，从而为不同用户提供不同服务。另外，访问列表功能。如果在接入层划分VLAN，则不同 VLAN用户间是不能通讯的，因为这是基于第二层的VLAN。若想通讯，必须通过第三层。

　如企业的财务部与市场部，一般都不来往，若有用户需要访问，则网管人员可以通过第三层交换机进行一个简单命令行设置，使VLAN间正常通讯，这就是访问列表功能。它是从路由器移植到第三层交换机上的一个功能，可以实现不同VLAN间的单向或双向通讯。如果发现外部某IP地址总发送无用数据包到自己网络上，则可以在访问列表中设置，禁止其发送数据包。另外，在服务、产品的易用性和性价比方面也是重点考察的对象。