工业智能网络交换机性能测试标准和方法

1.1 性能测试
1.1.1 整机吞吐量
测试被测设备所有端口在不丢帧情况下所能达到的最大传输速率。
a) 测试步骤:

  1. 按图1搭建测试环境;
  2. 配置网络测试仪吞吐量模式为全网状方式,测试帧长度分别为(64、65、128、256、512、1024、1280、1518)字节,测试时间为60秒;
  3. 记录不同帧长的吞吐量。
    b) 预期结果:整机吞吐量应等于端口速率×端口数量。

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图1 整机吞吐量测试图

1.1.2 存储转发速率
测试被测设备端口在满负荷下可以正确转发帧的速率。
a) 测试步骤:

  1. 按图2搭建测试环境;
  2. 网络测试仪两个测试口同时以最大负荷互相发送数据,测试帧长度分别为(64、65、128、256、512、1024、1280、1518)字节,测试时间为60秒;
  3. 记录不同帧长在不丢帧的情况下的最大转发速率。
    b) 预期结果:被测设备转发速率应等于端口线速。

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图2 转发速率测试图

1.1.3 地址缓存能力
测试被测设备能够缓存的不同MAC地址的数量。
a) 测试步骤:

  1. 按图3搭建测试环境;
  2. 配置被测设备三个端口分别为端口1(测试口),端口2(学习口),端口3(监视口);
  3. 配置网络测试仪,由测试口1向测试口2发送带有不同MAC地址的数据帧,测试帧长为64字节;
  4. 增大测试口1向测试口2发送带有不同MAC地址的数据帧数,直到测试口3接收到数据帧;
  5. 在测试口3刚好收不到数据帧时,测试口1发送的数据帧数即为地址缓存能力。
    b) 预期结果:被测设备MAC地址缓存能力应不低于4096个。

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图3 地址缓存能力测试图

1.1.4 地址学习速率
测试被测设备可以学习新的MAC地址的速率。
a) 测试步骤:

  1. 按图3搭建测试环境;
  2. 配置被测设备三个端口分别为端口1(测试口),端口2(学习口),端口3(监视口);
  3. 配置网络测试仪,由测试口1向测试口2发送带有不同MAC地址的数据帧,学习的地址数目等于地址缓存能力,测试帧长为64字节;
  4. 增大测试口1向测试口2发送带有不同MAC地址的数据帧的发生速率,直到测试口3接收到数据帧;
  5. 在测试口3刚好收不到数据帧时,测试口1发送的数据帧的速率即为地址学习速率。
    b) 预期结果:被测设备地址学习速率应大于1000个/s。

1.1.5 存储转发时延
测试被测设备从输入帧的最后一个比特到达输入端口开始,至在输出端口上检测到输出帧的第一个比特为止的时间间隔。
a) 测试步骤:

  1. 按图2搭建测试环境;
  2. 网络测试仪两个测试口同时以相应负荷互相发送数据,测试帧长度分别为(64、65、128、256、512、1024、1280、1518)字节,测试按10%负荷和95%负荷分别测试,测试时间为60s;
  3. 记录不同帧长在不同负载下的存储转发时延,记录时延应包含最大时延、最小时延和平均时延。
    b) 预期结果:被测设备在不同帧长下平均时延应小于10µs,且用于采样值传输的被测设备最大时延与最小时延之差应小于10µs。

1.1.6 时延抖动
测试被测设备相邻两帧时延抖动的变化值。
a) 测试步骤:

  1. 按图2搭建测试环境;
  2. 网络测试仪两个测试口同时以线速互相发送数据,测试帧长度分别为(64、65、128、256、512、1024、1280、1518)字节,测试时间为60s;
  3. 记录不同帧长时延抖动,记录时延应包含最大时延抖动、最小时延抖动和平均时延抖动。
    b) 预期结果:被测设备在不同帧长下时延抖动均应小于1µs。

1.1.7 帧丢失率
测试被测设备端口以特定频率转发特定数量数据帧的情况下,帧丢失的比率。
a) 测试步骤:

  1. 按图2搭建测试环境;
  2. 网络测试仪两个测试口同时以线速互相发送数据,测试帧长度分别为(64、65、128、256、512、1024、1280、1518)字节,测试时间为120s;
  3. 记录不同帧长时的帧丢失率。
    b) 预期结果:不同帧长下帧丢失率均应为0。

1.1.8 背靠背帧
测试被测设备在无帧丢失的情况下,最大能处理的突发帧个数。
a) 测试步骤:

  1. 按图2搭建测试环境;
  2. 网络测试仪两个测试口同时以线速互相发送数据,测试帧长度分别为(64、65、128、256、512、1024、1280、1518)字节,测试时间为2s,重复次数为50次;
  3. 记录不同帧长时的背靠背帧数。
    b) 预期结果:满足厂家在产品标准中的定义。

1.1.9 队头阻塞
测试被测设备输入端口试图向某一拥塞端口发送数据帧是否会导致该输入端口上目的地址为不拥塞端口的帧的丢失或附加时延。
a) 测试步骤:

  1. 按图4搭建测试环境;
  2. 网络测试仪测试口1与测试口2以线速互相发送数据,测试口3分别以50%的负载流量向测试口2和测试口4发送数据;数据帧长度为64字节,测试时间30s;
  3. 记录测试口3向测试口4发送数据帧丢失率及存储转发时延。
    b) 预期结果:测试口4的帧丢失率为0且无附加时延。

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图4 队头阻塞测试图

注:实战示例,解疑答惑。

–不间端地思考,实时地批判你的工作!