Renix Perf IP网络性能测试工具及测试用例参数详解

FDDI工作原理
FDDI的工作原理主要体现在FDDI的三个工作过程中,这三个工作过程是:站点连接的建
立、环初始化和数据传输。
1站点连接的建立
FDDI在正常运行时,站管理(SMT)一直监视着环路的活动状态,并控制着所有站点的活动
。站管理中的连接管理功能控制着正常站点建立物理连接的过程,它使用原始的信号序列在
每对PHY/PMD之间的双向光缆上建立起端———端的物理连接,站点通过传送与接收这一特
定的线路状态序列来辨认其相邻的站点,以此来交换端口的类型和连接规则等信息,并对连
接质量进行测试。在连接质量的测试过程中,一旦检测到故障,就用跟踪诊断的方法来确定
故障原因,对故障事实隔离,并且在故障链路的两端重新进行网络配置。
2环初始化
在完成站点连接后,接下去的工作便是对环路进行初始化。在进行具体的初始化工作之
前,首先要确定系统的目标令牌循环时间(TTRT)。各个站点都可借助请求帧(Claim Frame)
提出各自的TTRT值,系统按照既定的竞争规则确定最终的TTRT值,被选中TTRT值的那个站点
还要完成环初始化的具体工作。确定TTRT值的过程通常称之为请求过程(Claim Process)。
(1) 请求过程
请求过程用来确定TTRT值和具有初始化环权力的站点。当一个或更多站点的媒体访问
控制实体(MAC)进入请求状态时,就开始了请求过程。在该状态下,每一个站点的MAC连续不
断地发送请求帧(一个请求帧包含了该站点的地址和目标令牌循环时间的竞争值),环上其它
站点接收到这个请求帧后,取出目标令牌循环时间竞争值并按如下规则进行比较:如果这个
帧中的目标循环时间竞争值比自己的竞争值更短,该站点就重复这个请求帧,并且停止发送
自己的请求帧;如果该帧中的TTRT值比自己的竞争值要长,该站点就删除这个请求帧,接着用
自己的目标令牌循环时间作为新的竞争值发送请求帧。当一个站点接受到自己的请求帧后
,这个站点就嬴得了初始化环的权力。如果两个或更多的站点使用相同的竞争值,那么具有
最长源地址(48位地址与16位地址)的站点将优先嬴得初始化环的权力。
(2) 环初始化
嬴得初始化环权力的站点通过发送一个令牌来初始化环路,这个令牌将不被网上其它站
点捕获而通过环。环上的其它站点在接收到该令牌后,将重新设置自己的工作参数,使本站
点从初始化状态转为正常工作状态。当该令牌回到源站点时,环初始化工作宣告结束,环路
进入了稳定 *** 作状态,各站点便可以进行正常的数据传送。
(3) 环初始化实例
我们用图10-2来说明站点是如何通过协商来赢得对初始化环权力的。在这个例子中,站
点A、B、C、D协商决定谁赢得初始化环的权力。
@@29L17901GIF;图10-2 环初始化过程@@
其协商过程如下:
① 所有站点开始放出请求帧
② 站点D收到目标令牌循环时间竞争值比它自己竞争值更短的站点C的请求帧,它停止
发送自己的帧,向站点A转发站点C的请求帧。与此同时:·站点B收到目标令牌循环时间竞争
值比它自己竞争值更短的站点A的请求帧,停止发送自己的帧,向站点C发送站点A的请求帧。
·站点C收到目标令牌循环时间竞争值比它自己竞争值更长的站点A的请求帧,继续发送自己
的帧
③ 站点A收到从站点D传过来的目标令牌循环时间竞争值比它自己竞争值更短的站点C
的请求帧,它停止发送自己的帧,并发送站点D转发过来的站点C的请求帧给站点B
④ 站点B收到从站点A传过来的目标令牌循环时间竞争值比它自己竞争值更短的站点C
的请求帧,它停止发送自己的帧,并发送站点A转发过来的站点C的请求帧给站点C
⑤ 站点C收到从站点B传过来的自己的请求帧,表示站点C已嬴得了初始化环的权力,请
求过程宣告结束,站点C停止请求帧的传送,并产生一个初始化环的令令牌发送到环上,开始
环初始化工作
该协商过程以站点C赢得初始化环的权力而告终,网上其它站点A、B和D依据站点C的令
牌初始化本站点的参数,待令牌回到站点C后,网络进入稳定工作状态,从此以后,网上各站点
可以进行正常的数据传送工作。
以太网工作原理
以太网是由Xeros公司开发的一种基带局域网技术，使用同轴电缆作为网络媒体，采用载波多路访问和碰撞检测（CSMA/CD）机制，数据传输速率达到10Mbps。虽然以太网是由Xeros公司早在70年代最先研制成功，但是如今以太网一词更多的被用来指各种采用CSMA/CD技术的局域网。以太网被设计用来满足非持续性网络数据传输的需要，而IEEE 8023规范则是基于最初的以太网技术于1980年制定。以太网版本20由Digital Equipment Corporation、Intel、和Xeros三家公司联合开发，与IEEE 8023规范相互兼容。
以太网/IEEE 8023通常使用专门的网络接口卡或通过系统主电路板上的电路实现。以太网使用收发器与网络媒体进行连接。收发器可以完成多种物理层功能，其中包括对网络碰撞进行检测。收发器可以作为独立的设备通过电缆与终端站连接，也可以直接被集成到终端站的网卡当中。
以太网采用广播机制，所有与网络连接的工作站都可以看到网络上传递的数据。通过查看包含在帧中的目标地址，确定是否进行接收或放弃。如果证明数据确实是发给自己的，工作站将会接收数据并传递给高层协议进行处理。
以太网采用CSMA/CD媒体访问机制，任何工作站都可以在任何时间访问网络。在发送数据之前，工作站首先需要侦听网络是否空闲，如果网络上没有任何数据传送，工作站就会把所要发送的信息投放到网络当中。否则，工作站只能等待网络下一次出现空闲的时候再进行数据的发送。
作为一种基于竞争机制的网络环境，以太网允许任何一台网络设备在网络空闲时发送信息。因为没有任何集中式的管理措施，所以非常有可能出现多台工作站同时检测到网络处于空闲状态，进而同时向网络发送数据的情况。这时，发出的信息会相互碰撞而导致损坏。工作站必须等待一段时间之后，重新发送数据。补偿算法用来决定发生碰撞后，工作站应当在何时重新发送数据帧。

交换机与集线器的区别
技术的进步带动了交换机价格的迅速下降，普通用户也有能力去购买这样的设备，但是同早期的网络设备（主要是同集线器HUB的对比）相比较，它有什么优势呢？这也是大多数用户所关心的问题。下面就对两种实现结果相同、但是工作机理不同的设备：交换机（Switch）和集线器（HUB）做一对比。
从工作现象看，它们都是通过多端口连接Ethernet的设备，可以将多个用户通过网络以星型结构连接起来，共享资源或交流数据。但是细分它们的工作状态，却完全不同。
集线器的工作机理是广播（broadcast），无论是从哪一个端口接收到什么类型的信包，都以广播的形式将信包发送给其余的所有端口，由连接在这些端口上的网卡（NIC）判断处理这些信息，符合的留下处理，否则丢弃掉，这样很容易产生广播风暴，当网络较大时网络性能会受到很大的影响。从它的工作状态看，HUB的执行效率比较低（将信包发送到了所有端口），安全性差（所有的网卡都能接收到，只是非目的地网卡丢弃了信包）。而且一次只能处理一个信包，在多个端口同时出现信包的时候就出现碰撞，信包按照串行进行处理，不适合用于较大的网络主干中。
交换机的工作就完全不同，现在低端的交换机都是Layer 2交换机，基于MAC地址进行交换。它通过分析Ethernet包的包头信息（其中包含了原MAC地址、目标MAC地址、信息长度等），取得目标MAC地址后，查找交换机中存储的地址对照表（MAC地址对应的端口），确认具有此MAC地址的网卡连接在哪个端口上，然后仅将信包送到对应端口，有效的有效的抑制广播风暴的产生。这就是Switch 同HUB最大的不同点。而Switch内部转发信包的背板带宽也远大于端口带宽，因此信包处于并行状态，效率较高，可以满足大型网络环境大量数据并行处理的要求。

局域网交换机分类
●从传输介质和传输速度上看，局域网交换机可以分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等多种，这些交换机分别适用于以太网、快速以太网、FDDI、ATM和令牌环网等环境。
●按照最广泛的普通分类方法，局域网交换机可以分为桌面型交换机（Desktop Switch）、组型交换机（Workgroup Switch）和校园网交换机（Campus Switch）三类。
1． 桌面型交换机是最常见的一种交换机，使用最广泛，尤其是在一般办公室、小型机房和业务受理较为集中的业务部门、多媒体制作中心、网站管理中心等部门。在传输速度上，现代桌面型交换机大都提供多个具有10/100Mbps自适应能力的端口。
2． 组型交换机即工作组交换机，常用来作为扩充设备，在桌面型交换机不能满足需求时，大多直接考虑组型交换机。虽然组型交换机只有较少的端口数量，但却支持较多的MAC地址，并具有良好的扩充能力，端口的传输速度基本上为100Mbps。
3． 校园网交换机，这种交换机应用相对较少，仅应用于大型网络，且一般作为网络的骨干交换机，并具有快速数据交换能力和全双工能力，可提供容错等智能特性，还支持扩充选项及第三层交换中的虚拟局域网(VLAN)等多种功能。
●根据架构特点，人们还将局域网交换机分为机架式、带扩展槽固定配置式、不带扩展槽固定配置式3种产品。
1． 机架式交换机 这是一种插槽式的交换机，这种交换机扩展性较好，可支持不同的网络类型，如以太网、快速以太网、千兆以太网、ATM、令牌环及FDDI等，但价格较贵，高端交换机有不少采用机架式结构。
2． 带扩展槽固定配置式交换机 它是一种有固定端口数并带少量扩展槽的交换机，这种交换机在支持固定端口类型网络的基础上，还可以通过扩展其他网络类型模块来支持其他类型网络。这类交换机的价格居中。
3． 不带扩展槽固定配置式交换机 这类交换机仅支持一种类型的网络（一般是以太网），可应用于小型企业或办公室环境下的局域网，价格最便宜，应用也最广泛。
局域网交换机常见技术指标
局域网交换机基本技术指标较多，这些技术指标全面反映了交换机的技术性能和功能，是用户选购产品时参考的重要数据来源。其中比较重要的技术指标如下。
1． 机架插槽数：指机架式交换机所能安插的最大模块数。
2． 扩展槽数：指固定配置式带扩展槽交换机所能安插的最大模块数。
3． 最大可堆叠数：指可堆叠交换机的堆叠单元中所能堆叠的最大交换机数目。显然，此参数也说明了一个堆叠单元中所能提供的最大端口密度与信息点连接能力。
4． 支持的网络类型：一般情况下，固定配置式不带扩展槽交换机仅支持一种类型的网络，机架式交换机和固定配置式带扩展槽交换机可支持一种以上类型的网络，如支持以太网、快速以太网、千兆以太网、ATM、令牌环及FDDI等。一台交换机所支持的网络类型越多，其可用性和可扩展性将越强。
5． 最大SONET端口数： SONET（Synchronous Optical Network，同步光传输网络）是一种高速同步传输网络规范，最大速率可达25Gbps。一台交换机的最大SONET端口数是指这台交换机的最大下联的SONET接口数。
6． 背板吞吐量： 背板吞吐最也称背板带宽，单位是每秒通过的数据包个数（pps），表示交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，但同时成本也将会越高。
7． MAC地址表大小：连接到局域网上的每个端口或设备都需要一个MAC地址，其他设备要用到此地址来定位特定的端口及更新路由表和数据结构。一个设备的MAC地址表的大小反映了连接到该设备能支持的最大节点数。
8． 支持的协议和标准：局域网交换机所支持的协议和标准内容，直接决定了交换机的网络适应能力。这些协议和标准一般是指由国际标准化组织所制定的联网规范和设备标准。由于交换机工作在第二层或第三层上，工作中要涉及到第三层以下的各类协议，一般来讲，根据开放互联网络模型可进行如下分类。
(1)第一层（物理层）协议 包括EIA/TIA-232、EIA/TIA-449、X21和EIA530/EIA530A接口定义等，这些定义基本上决定了交换机上各物理接口的类型与作用。
(2)第二层（链路层）协议 包括8021d/SPT、8021Q、8021p及8023x等。
(3)第三层（网络层）协议 包括IP、IPX、RIP1/2、OSPF、BGP4、VRRP，以及组播协议等等。
局域网交换机选购要素
用户在选购局域网交换机时，应该主要考虑以下因素。
1、外型尺寸的选择
如果网络较大，或已完成楼宇级的综合布线，工程要求网络设备上机架集中管理，应选机架式组型交换机或者校园网交换机。如果没有上述需求，桌面型的交换机具有更高的性能价格比。
2、可伸缩性
局域网交换机的可伸缩性是选择局域网交换机的一个重要问题。可伸缩性好并非仅仅是产品拥有很多端口数量。因为交换机应用最重要的事情之一，是确定其端口在什么情况下会出现拥塞。所以用户需要考虑下面两个方面的问题。
(1) 内部可伸缩性 在2个堆叠的交换机之间，最大的可伸缩性是多少？带宽的增长在交换机没有过载时，有多少个端口的传输速率可以从10Mbps提高到100Mbps？
(2) 外部可伸缩性 和交换机上联的最高速率有关。例如，有1台24用户端口的可堆叠局域网交换机，假设这24个端口能传输的流量全都是10Mbps，并且该交换机上联的速率为1Gbps，因此，如果其中有8个端口的速率提高到100Mbps，就会导致上联的饱和。因为8个端口的传输速率达到100Mbps时，总流量就是800Mbps。而剩下的16个端口，每个端口速率为10Mbps，总共才160Mbps。这样，24个端口流量总和为960Mbps。说明这台交换机再也无法处理快速以太网的连接了，否则就会出现拥塞。如果交换机上联的速率为2Gbps，则它最多只能处理19个快速以太网端口，否则就会发生拥塞。所以，交换机的可伸缩性，直接决定了局域网各信息点传输速率的升级能力。
3、可管理性
对局域网交换机来说，在运行和管理方面所付出的代价，同样远远超过购买成本。基于这方面考虑，可管理性已开始成为评定交换机的另一个关键因素。
一般来讲，交换机本身就具有一定的可管理性能，至于可堆叠式交换机还具有可以把几个所堆叠的交换机作为1台交换机来管理的优点，而不需要对每一台局域网交换机分别进行管理和监视。需要注意的是，在可管理内容中包括了处理具有优先权流量的服务质量（QoS）、增强策略管理的能力、管理虚拟局域网流量的能力，以及配置和 *** 作的难易程度。其中QoS性能主要表现在保留所需要的带宽，从而支持不同服务级别的需求。可管理性还涉及到交换机对策略的支持，策略是一组规则，它控制交换机工作。网络管理员采用策略分配带宽，并对每个应用流量和控制网络访问指定优先级。其重点是带宽管理策略，且必须满足服务级别协议SLA。分布式策略是堆成组叠交换机的重要内容，应该检查可堆叠交换机是否支持目录管理功能，如轻型目录访问协议（LDAP），以提高交换机的可管理性。
4、端口带宽及类型
选择什么类型的局域网交换机，用户应首先应根据自己组网带宽需要决定，再从交换机端口带宽设计方面来考虑。从端口带宽的配置看，目前市场上主要有以下三类。
第一种配置：n×10M＋m×100M低快速端口专用型
一般骨干网的传输速率为100Mbps全双工，分支速率为10Mbps。从技术角度看，这类配置的局域网交换机严格限制了网络的升级，用户无法实现高速多媒体网络，因此国内外厂商已基本停止生产这种产品。
第二种配置：n×10/100Mbps端口自适应型
目前这种交换机是市场上的主流产品，因为它们有自动协商功能（Auto Negotiation），能够检测出其下联设备的带宽是100M还是10M，是全双工还是半双工。当网卡与交换机相联时，如果网卡支持全双工，这条链路可以收发各占100M，实现200M的带宽，同样的情况可能出现在交换机到交换机的连接中，应用环境非常宽松。
第三种配置：n×1000M＋m×100M高速端口专用型
与第一类交换机配置方式相似，所不同的是不仅带宽要多几个数量级，而且端口类型也完全不同。采用这种配置方案的交换机，是当前高速网络和光纤网络接入方案中的重要设备，可彻底解决网络服务器之间的瓶颈问题。如3Com公司的3C39024（1×1000SX＋24×10/100BaseTX）、3C39036（1×1000SX＋36×10/100BaseTX）千兆上联至服务器，解决了服务器到服务器的瓶颈问题。但成本要远远高于前两类产品。

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