Стандартный тест RFC2544

Всем привет!

В этот раз подошло время рассмотреть стандартный тест RFC2544: для чего используется, как проводится, его достоинства и недостатки.

Disclaimer

Со времени прошлой статьи ко мне поступили отзывы коллег с предложением писать ближе к делу: меньше воды — больше специфики. Так что предлагаю эту статью считать экспериментальной. В конце материала небольшой опрос.

Введение

Рекомендация RFC2544 была разработана в 1999 году и принята IETF. Существует перевод на русский язык. Сейчас эта рекомендация практически стандарт де-факто, благодаря широкому распространению и свободному доступу. Рекомендация “описывает и определяет набор тестов для определения характеристик устройств межсетевых соединений”, описывает форматы представления результатов тестирования.

Структура методики

Тестирование по методике RFC2544 сводится к выполнению набора тестов, четыре из которых присутствуют у большинства производителей измерительного оборудования, а два встречаются довольно редко (последние в списке).

• Throughput
  
  • определяет пропускную способность DUT, по рекомендации RFC1242
  • определяет нагрузку, при которой нет потерь пакетов
  
  
• Latency
  
  • определяет задержку, по рекомендации RFC1242
  • измеряет задержку по кадрам выборочно
  
  
• Frame Loss
  
  • определяет частоту потери кадров, по рекомендации RFC1242, во всем диапазоне скоростей данных и размеров кадра
  • определяет зависимость потерь от нагрузки
  
  
• Back-To-Back
  
  • определяет возможность DUT по обработке кадров back-to-back, по рекомендации RFC1242
  • измеряет длительность работы при заданной нагрузке
  
  
• Восстановление системы
  
  • определяет скорость восстановления DUT после перегрузки трафиком
  
  
• Перезагрузка
  
  • определяет скорость восстановления DUT после программного или аппаратного сброса
  
  

Пропускная способность

Определяется максимальное количество кадров в секунду, которое может передать устройство без ошибок. Скорость определяется методом бисекции. Тест начинается на максимальной скорости. В случае потерь, скорость уменьшается в два раза. Если потерь нет, то скорость увеличивается в два раза, по сравнению с предыдущей. И так далее. Максимальная скорость определяется по стабильности работы (нет потерь) на протяжении 60 секунд. Тестирование проводится для каждого размера кадра. Размеры задаются в параметрах теста RFC2544 перед запуском.

Задержка

Тест опирается на предыдущее измерение пропускной способности. Для каждого размера пакета с соответствующей ему максимальной скоростью генерируется поток данных. Поток должен иметь длительность минимум 120 секунд. В 1 пакет по прошествии 60 секунд вставляется метка времени. На передающей стороне записывается время отправки пакета. На приемной стороне определяется метка отправителя и записывается время приема пакета. Задержка — это разница времени получения и времени отправки. Тест должен повторяться минимум 20 раз. По результатам измерений вычисляется средняя задержка.

Потеря пакетов

Подсчитывается процент потери пакетов (отношение потерянных к отправленным). Измерение начинается на максимальной скорости и с каждой следующей попыткой уменьшается на 10% (или меньше). Скорость понижается до тех пор, пока два измерения подряд не пройдут без потерь.

Back-to-back

Тест заключается в проверке оборудования обработать кадры, идущие с минимальным межкадровым интервалом, т.е. спиной к спине (back-to-back). Начинается с установленного в параметрах теста RFC2544 количества кадров. Если потери не наблюдаются (на протяжении не менее 2 секунд), то количество кадров увеличивается, если присутствуют, то уменьшается. По итогам не менее 50 измерений вычисляется среднее значение.

Недостатки методики

Методика тестирования стара (разработана в 1999 году) и сегодня уже не соответствует требованиям рынка. Из недостатков выделяются:
невозможно постоянно измерять задержку (Frame Transfer Delay, FTD)
отсутствует измерение вариации задержки (Frame Delay Variation, FDV)
нет многопоточности, все выполняется по очереди
тест долгий (исходя из предыдущего пункта)

Дополнения к методике

Чтобы расширить функциональность и компенсировать недостатки разработаны дополнения:

• измерение jitter
• complex traffic

Jitter

Пакетный джиттер — это абсолютная разность задержек распространения двух последовательно принятых пакетов, принадлежащих одному потоку данных.
Идеальный вариант — полное отсутствие дрожания:

Возможный вариант — различная задержка между соседними пакетами:

Complex traffic

Тест позволяет генерировать и принимать несколько потоков тестового трафика.
Измеряет пропускную способность и величину потерь кадров (Frame Loss Rate, FLR), но не позволяет измерять постоянно задержку (FTD) и вариацию задержки (FDV).

Заключение

Методика RFC2544 сейчас присутствует в оборудовании большинства производителей, в первую очередь исторически, и можно сказать что сегодня она — такой же базовый тест для пакетных сетей Ethernet, как BERT для сетей TDM. Но стоит помнить, что RFC2544 не проводит всестороннее тестирование и даже при успешном прохождении всех тестов может возникнуть ситуация, что сеть не будет функционировать как ожидалось.
На смену методике RFC2544 приходит Y1564, которой собираюсь посвятить следующую ��татью.

Другие мои статьи

1. Качество сетей передачи данных. Программные и аппаратные измерения
2. Качество сетей передачи данных. Транспорт