背景
網絡性能測試,特別是5G網絡拓撲結構中,是IT行業中高度復雜和專業的技能。隨著網絡架構云化為軟件定義的網絡(SDN)和網絡功能虛擬化(NFV)的日益普及,網絡效率的優化已經成為IT工程和運營團隊在技術論壇上討論的熱點話題,尤其是在CAPEX和OPEX方面,他們的最終目標是以低成本部署并實現簡化和快速跟蹤試驗測試。
網絡和通信設備開發商過去常常從IXIA和Ciena等知名品牌購買昂貴的測試設備,從最初的硬件購買、應用程序包和培訓、以及后續維護服務中都會產生巨額費用。如此高額的資本投入使得許多網絡設備生產商無法實現網絡技術領先。
現在提供另一個選擇。通過采用基于新漢高性能可靠的產品線的自動化測試解決方案,和O‘Prueba在實際應用中的流量仿真及其ACTS(自動控制測試系統)的自動化網絡測試工具方面的悠久歷史和長期行業專長,開發人員可以輕松地執行全面的測試計劃和驗證,而不必經過預算、批準和采購的漫長過程。
本文介紹了基于新漢NSA 7141平臺的ACTS測試方案。如圖1所示,NSA 7141是1U機架式設備,支持單Intel®Xeon®可擴展處理器,可達256GB DDR4 RDIMM內存。該系統支持四個LAN模塊的擴展,可用于多種帶寬配置,允許對各種網絡測試用例和應用程序進行模擬和測試。
Figure 1. NEXCOM NSA 7141 network testing platform
系統配置
如表I所示,系統配置由NSA 7141和NX 140F組成,這是一個由 Intel® XL710供電的LAN模塊,支持四個10GbE SFP+端口。
TABLE I
SYSTEM CONFIGURATION
Equipment
|
Description
|
Platform
|
NEXCOM NSA 7141
|
CPU
|
Intel® Xeon® Gold 6150 CPU @ 2.70GHz
|
Total Memory
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DDR4 256GB
|
Storage
|
1 TB
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LAN Module
|
NEXCOM NX 140F
|
單個NX 140F TX吞吐量測試(每個LAN模塊4個端口)
測試單個LAN模塊NX 140F的拓撲結構如圖2所示。測試儀是Spirent N4U系統。4x10GbE模塊通過10G DAC電纜連接到Spirent N4U,數據包大小設置為64 bytes,以生成單向數據包流量。為每個端口分配一個傳輸隊列,關聯設置為唯一的邏輯核心。試驗結果見表II。與表III中顯示的64bytes的理論最大吞吐量幀大小相比,TX速率介于81%到83%之間。表IV顯示了Intel對其以太網聚合網絡適配器X710-DA4在64bytes數據包大小下4x10 GbE性能的限制,圖3的零數據包丟失測試結果進一步表明,64bytes數據包大小不能達到100%的發送速率。
Figure 2. Single NX 140F TX throughput test (4 ports per LAN module)
TABLE II
TEST RESULTS FOR SINGLE NX140F TX THROUGHPUT TEST (4 PORTS PER LAN MODULE)
Port
|
Throughput (FPS)
|
TX Rate (%)
|
Port 1
|
12216182
|
81.72%
|
Port 2
|
12223121
|
82.14%
|
Port 3
|
12231141
|
81.19%
|
Port 4
|
12201234
|
81.99%
|
TABLE III
THEORETICAL MAXIMUM FRAME RATES FOR DIFFERENT FRAME SIZES
Theoretical maximum Frame Rates (frames/second) for different frame size (bytes)
|
|||||||
Speed
|
64
|
128
|
256
|
512
|
1024
|
1280
|
1518
|
10 Mbps
|
14881
|
8446
|
4529
|
2350
|
1198
|
962
|
813
|
100 Mbps
|
148810
|
84460
|
45290
|
23497
|
11973
|
9616
|
8128
|
1000 Mbps
|
1488096
|
844595
|
452899
|
234963
|
119732
|
96154
|
81275
|
10 Gbps
|
14880952
|
8445946
|
4528986
|
2349625
|
1197318
|
961539
|
812744
|
25 Gbps
|
37202380
|
21114864
|
11322463
|
5874060
|
2993295
|
2403846
|
2031859
|
40 Gbps
|
59523809
|
33783783
|
18115942
|
9398496
|
4789272
|
3846153
|
3250975
|
100 Gbps
|
148809523
|
84459459
|
45289855
|
23496240
|
11973180
|
9615384
|
8127438
|
TABLE IV
INTEL® TEST RESULTS FOR INTEL® ETHERNET CONVERGED NETWORK ADAPTER X710-DA4[2]
Packet Size (Bytes)
|
Throughput (Mpps)
|
Line Rate %
|
64
|
36.5
|
61.33
|
128
|
33.78
|
100
|
256
|
18.11
|
100
|
* Note: All packet sizes over 128B reach line rate.
Figure 3. RFC2544 Zero packet loss test on
Intel® Ethernet converged network adapter X710-DA4[2]
雙NX 140F TX吞吐量測試(每個LAN模塊2個端口)
測試雙NX 140F 10GbE模塊的拓撲結構如圖4所示。測試儀是Spirent N4U系統。每個NX 140F模塊由2x10GbE組成,共有4x10GbE通過10G DAC電纜互連。流量是單向的,數據包大小為64bytes。在這個測試中,每個插槽只使用兩個端口。為每個端口分配一個傳輸隊列,關聯設置為唯一的邏輯核心。測試結果出現在表V中,與理論最大吞吐量幀大小為64bytes(表III)相比,TX速率達到100%。
Figure 4. Dual NX 140F TX throughput test (2 ports per LAN module)
TABLE V
TEST RESULTS FOR DUAL NX 140F TX THROUGHPUT TEST (2 PORTS PER LAN MODULE)
Port
|
Throughput (FPS)
|
TX Rate (%)
|
Slot1-Port 1
|
14880952
|
100%
|
Slot1-Port 2
|
14880952
|
100%
|
Slot2-Port 1
|
14880952
|
100%
|
Slot2-Port 2
|
14880952
|
100%
|
雙NX 140F TX吞吐量測試(每個LAN模塊3個端口)
測試雙NX 140F 10GbE模塊的拓撲結構如圖5所示。測試儀是Spirent N4U系統。每個NX 140F模塊由3x 10 GbE組成,共有6x 10 GbE通過10G DAC電纜互連。流量是單向的,數據包大小為64bytes。在這個測試中,每個插槽只使用兩個端口。為每個端口分配一個傳輸隊列,關聯設置為唯一的邏輯核心。測試結果出現在表VI中。與理論最大吞吐量幀大小64bytes(表III)相比,TX速率達到100%。
Figure 5. Dual NX 140F TX throughput test (3 ports per LAN module)
TABLE VI
TEST RESULTS FOR DUAL NX 140F TX THROUGHPUT TEST (3 PORTS PER LAN MODULE)
Port
|
Throughput (FPS)
|
TX Rate (%)
|
Slot1-Port 1
|
14880952
|
100%
|
Slot1-Port 2
|
14880952
|
100%
|
Slot1-Port 3
|
14880952
|
100%
|
Slot2-Port 1
|
14880952
|
100%
|
Slot2-Port 2
|
14880952
|
100%
|
Slot1-Port 3
|
14880952
|
100%
|
多個NX 140 TX吞吐量測試(每個LAN模塊2個端口)
測試多個NX 140F 10GbE模塊的拓撲結構如圖6所示。測試儀是Spirent N4U系統。每個NX 140F模塊由2x 10GbE組成,共有6x 10GbE通過10G DAC電纜與NSA 7141互連。流量是單向的,數據包大小為64 bytes。在這個測試中,每個插槽只使用兩個端口。為每個端口分配一個傳輸隊列,關聯設置為唯一的邏輯核心。試驗結果見表VII 。與理論最大吞吐量幀大小64 bytes(表III)相比,TX速率達到100%。
Figure 6. Multiple NX 140F TX throughput test (2 ports per LAN module)
TABLE VII
TEST RESULTS FOR MULTIPLE NX 140F TX THROUGHPUT TEST (2 PORTS PER LAN MODULE)
Port
|
Throughput (FPS)
|
TX Rate (%)
|
Slot1-Port 1
|
14880952
|
100%
|
Slot1-Port 2
|
14880952
|
100%
|
Slot2-Port 1
|
14880952
|
100%
|
Slot2-Port 2
|
14880952
|
100%
|
Slot3-Port 1
|
14880952
|
100%
|
Slot3-Port 2
|
14880952
|
100%
|
結論
以上配置的測試結果表明,NSA 7141與NX 140F的10GbE端口配對,可以在64字節數據包大小下實現100%的發送速率,每個LAN模塊最多可使用兩個端口,并與優化的DPDK、CPU核心分配和軟件集成。因此,該解決方案與其他品牌的數據包生成器一樣,提供穩定的10GbE線速。因此,新漢作為專注于高性能和可靠的計算平臺和網絡技術的領先網絡和通信解決方案提供商,以及與致力于為網絡和通信行業構建易于使用和經濟高效的測試解決方案的O'Prueba之間的合作,所提供的的先進網絡性能基準測試解決方案現在是價格合理、可靠的和可服務的。
參考資料
[1] Spirent Communications, FS S5800-48F4S switch 1/10GE Ethernet performance validation. Calabasas: 2014.
[2] Intel DPDK Validation Team, DPDK Intel NIC performance report release 18.02.
2018.