RFC2889MAC地址学习速率——网络测试仪实操

一、简介

RFC 2889为LAN交换设备的基准测试提供了方法学，它将RFC 2544中为网络互联设备基准测试所定义的方法学扩展到了交换设备，提供了交换机转发性能（Forwarding Performance）、拥塞控制（Congestion Control）、延迟（Latency）、地址处理（Address Handling）和错误过滤（Error Filtering）等基准测试的方法说明。除去备忘录状态、介绍、要求以及后面的安全机制、参考文献等辅助性说明外，RFC 2889的核心内容分别为测试设置、帧格式与长度和基准测试3大部分。

基准测试是RFC 2889的最主要内容，它从测试目标、参数设置、测试过程、测量方法和测试报告格式等方面，详细描述了下列10个针对局域网交换设备的基准测试：

· 全网状互连条件下的吞吐量、丢帧率和转发速率（Fully Meshed Throughput, Frame Loss and Forwarding Rates）；

· 部分网状互连条件下的一对多/多对一（Partially Meshed One-To-Many/Many-To-One）；

· 部分互连的多个设备（Partially Meshed Multiple Devices）；

· 部分网状互连条件下的单向通信流量（Partially Meshed Unidirectional Traffic）；

· 拥塞控制（Congestion Control）；

· 转发压力和最大转发速率（Forward Pressure Maximum Forwarding Rate）；

· 地址缓冲容量（Address Caching Capacity）；

· 地址学习速率（Address Learning Rate）；

· 错误帧过滤（Errored Frame Filtering）；

· 广播帧转发和时延（Broadcast Frame Forwarding and Latency）。

接下来将为您演示使用BigTao-V网络测试仪进行MAC地址学习速率测试。

 

二、MAC地址学习速率概述

定义

· 交换机能够学习MAC地址的最大速率

为什么需要测试

· 交换设备根据MAC地址转发frame

· 如果在MAC表中没有找到相应的MAC表项, 就会进行flooding

· MAC地址学习速率越大, 单位时间能正常转发的frame就越多

主要考察

· 交换机的CPU处理能力

测试方法

· 二分法 自动查找最大速率

地址学习 原理

学习原理

· 交换机收到报文, 记录报文的源MAC

· 在交换机上建立 源MAC和收到报文端口的对应表(MAC Table)

· 收到报文, 根据报文目的MAC查找MAC Table, 从特定端口转发

· MAC Table里找不到表项, 就会Flooding

地址学习 举例

· PC1向PC2发送报文

· 交换机从端口G1/0/1收到PC1发送的报文, 根据报文的目的MAC(PC2 MAC)查找 MAC地址表

· 如果找到PC2 MAC对应表项, 则只从G1/0/2转发出去

· 如果找不到PC2 MAC对应表项, 则从所有UP的端口上(G1/0/2, G/10/3), 将报文Flooding出去

· PC3也能收到PC1发送给PC2的报文

三、测试拓扑

至少三个端口

· 测试端口

· 学习端口

· 镜像端口

测试原理

原理

· 利用交换设备对未知单播进行Flooding的特性

概述

· 交换设备收到Frame, 根据目的MAC查找MAC table中

· 如果找到MAC-接口 映射表项, 则只从这个接口发送出去

· 如果找不到MAC-接口 映射表项, 会从所有UP的接口发送(Flooding)出去

测试过程: MAC地址学习

· 测试仪 学习端口(Port2)发送学习报文

· 测试仪端口Port2模拟10000个主机, 向测试仪端口Port1模拟的一个主机 以5000个/秒的速率 发送10000个Frames

· 这些Frame的源MAC是变化的, 目的MAC是测试端口模拟的1个主机

· DUT的学习端口收到Frame以后, 尽最大速率建立MAC-端口(学习端口)的映射关系

测试过程: 发送测试报文

· 测试仪 测试端口(Port1)发送测试报文

· 测试仪端口Port1模拟1个主机, 向测试仪端口Port2模拟的10000个主机发送Frames

· 这10000个Frames的源MAC是Port1模拟的1个主机, 目的MAC是Port2模拟的10000个主机

· 交换机 收到Frame以后, 根据目的MAC查找 MAC-端口的映射关系

测试过程: 镜像端口观测

测试仪 镜像端口(Port3)未收到流量

· 本次测试成功

· 交换机可以处理5000个/秒的学习速率, 能够建立全部的表项

· 下轮测试 交换机需要加大发送速率

测试仪 镜像端口(Port3)收到流量

· 本次测试失败

· 网络中有报文被Flooding, 5000个/秒的速率超过交换机的处理能力, MAC有部分没有建立 映射表项

· 下轮测试 交换机需要减少发送速率

地址学习速率 测试流程

添加机框→预约端口→选择向导→选择地址学习速率→配置接口→配置流量→配置测试参数→配置地址学习速率参数→运行测试→查看结果→导出报告

准备工作: 添加机框

准备工作: 预约端口

Switch配置

以思科C3750为例

· 将3个与测试仪相连的端口配置在一个VLAN里

!

interface GigabitEthernet1/0/1

switchport access vlan 20

switchport mode access

!

interface GigabitEthernet1/0/2

switchport access vlan 20

switchport mode access

!

interface GigabitEthernet1/0/3

switchport access vlan 20

switchport mode access

!

四、测试配置

选择向导

选择RFC2889向导

选择地址学习速率测试

测试项目

· 选择 地址学习速率测试

选择端口

选择端口

· 选择参与测试的端口

配置接口

配置接口

· 默认无接口

· 选择添加接口

向导配置接口

向导配置接口

· 一步一步根据需求填充

 

向导配置接口: VLAN等

VLAN

· 根据场景决定是否添加

· 本例中不需要添加

配置MAC地址

MAC地址

· 可选 配置

· 默认即可, 也可以修改

向导接口配置结果

配置结果

· 创建3个Interface, 每个Port各一个

· 对于二层交换机来说, 只关注MAC地址

选择接口

· 刚才配置的接口

· MAC/IP等 可修改

选择流量模型

根据左侧拓扑选择

· 测试端口(源)

· 学习端口(目的)

· 镜像端口(监测)

添加流量

· 源-目的

选择测试参数

时间

· 开始发送流量之前等待2秒

· 停止发送流量之后等待10秒

结果保存路径

· 默认路径

· 可以自己指定

时延

· 结果中 显示时延

· 类型根据Switch转发类型选择

· 本项测试不关注

配置 地址学习速率 参数

 

 

关键参数: 二分法

二分相关

· 最小值: 当测试不通过且当前速率 等于最小个值时，不再测试

· 最大值: 当测试通过且当前速率等于最大值时，不再增加测试速率

· 初始值: 第一次测试时的发送速率

· 精度: 当相邻两次速率小于精度, 测试就停止

老化时间

· 必须比交换机的老化时间略大

· 交换机一般默认为300秒, 可修改

· 通常需要修改, 不然测试时间非常长

 

 

关键参数: 其它

测试次数

· 默认1次

· 可测试多次, 取平均值

 

地址容量

· 不能大于 设备的实际 MAC地址容量

· 如不知道, 可设置小一点

 

默认取7个特殊字节来测试

 

自动生成Smart Script

· 根据配置自动生成Smart Scripts

· 从右侧自动弹出

开始测试

点击Start按钮 自动 开始测试

五、测试报告

测试进度查看

· 消息界面里, 实时显示当前测试的字节

· 预测花费时间

自动弹出Result Analyzer

结果分析

· 专业软件

· 自动弹出

手工打开

· 自动安装

· 打开结果

Result Analyzer结果分析

结果分析

· 点击 汇总测试

· Learning Rate一列就代表 MAC地址学习速率

测试报告导出

导出格式

· PDF

· HTML

结果定制

· 默认会保存所有测试内容

· 太过详细

· 可以选择汇总模板

· 只保存汇总信息

测试报告内容

打开测试报告

· 查看MAC地址学习速率(learning Rate列)

· 配置信息: 包含当前的测试配置信息