利用Chariot测试AP设备吞吐量性能的方案研讨

2015-07-11胡月娟

移动通信 2015年5期

胡月娟

（中国移动通信集团宁夏有限公司，宁夏银川 750002）

1 引言

无线网络AP设备的吞吐量测试是无线网络建设、维护和故障查找中最重要的手段之一，尤其是在分析与无线网络性能相关的问题过程中，吞吐量测试是必备手段。一个典型的吞吐量测试方法是从网络的一个设备向另一个设备发送流量并且确定一个速率和发送时间间隔，而接收端的设备计算接收到的测试帧，测试结束时系统计算接收率。常见测试工具有Chariot、Iperf等。Chariot作为目前网络业务和性能测试的重要软件之一，能够对HTTP、UDP、FTP、Exchange、SQL和SAP等众多的通信协议和商业应用进行模拟测试。这种端到端的网络性能测试已被广泛地应用在局域网内、局域网间和通过广域网互联的网络测试应用环境中。

2 Chariot工作原理

Chariot测试原理是通过模拟真实的数据流量，并运用E2E的方法在网络系统或网络设备中模拟测试其在真实环境中的性能。Chariot所采用的主动式监测及测量系统和一般的网管所采用的被动式监视系统有着本质上的不同。同时网管系统及一些在线监测系统的测量一般通过定性测量来实现，而Chariot通过定量测量来实现对网络系统或网络设备真实性能的模拟测试。

Chariot的基本组成包括Chariot console和Endpoint。其中Chariot console适用于各种Windows平台。在Chariot console上可以定义测试所需的各种可能的拓扑结构和业务类型。如今各类移动终端迅速普及，Endpoint作为一款全平台软件，可以安装、运行在Windows、Linux、Unix、Mac、iOS、Android等目前主流跨平台操作系统上，为不同平台间的互联测试提供了便利条件。Chariot Endpoint能够高效利用运行设备硬件资源，通过网络执行Chariot console发布的脚本命令，使用者仅需在console端就可以完成所有设置，无需再对Endpoint端另行配置就能完成需要的测试，这大大降低了测试工作量，同时也对远距离测试及调试提供了便利。Chariot测试具体的工作流程如图1所示：

图1 Chariot测试结构图

无线网络吞吐量测试结构图如图2所示：

图2 无线网络结构图

3 测试步骤

网络中任意2个节点间吞吐量的基本测试步骤如下：

第一步：在Chariot控制台新建一个测试任务，包括建立流、选择脚本以及配置相应的测试时间、触发条件等测试参数。

第二步：由console端将测试任务命令发送给Endpoint 1，然后Endpoint 1、Endpoint 2之间进行初始化进程。

第三步：在初始化进程完成后，2个Endpoints执行相应的应用脚本，并且由Endpoint 1来收集测试结果等。

第四步：Endpoint 1把测试结果返回给console端，以各种表示形态显示出来，并以HTML、TXT、CSV这3种形式进行报表输出。

3.1 系统配置要求

Chariot在使用中对硬件的配置要求不高，目前各类主流机型都可满足。在Chariot 6.70版本中，控制台端可以安装在WIN NT/2000/XP/PE/WIN 7系统上；而Endpoint更是增加了对iOS、Android等移动终端平台的支持。

3.2 测试示例

实例：无线网络中2个节点间的吞吐量测试。

任务描述：在无线网络数据传输速度缓慢时，通常利用SNIFFER无线协议分析，但该工具只能抓包不能给出实际带宽，这时候就需要通过Chariot来确定无线网络的带宽是多少，从而判断数据传输速率低的故障点。

假定要测量无线网络中2 个无线终端（A：192.168.1.10；B：192.168.1.11）之间的实际带宽。实现的测试步骤如下：

第一步：安装Endpoint、下载Endpoint。上面已经给出下载地址，在A、B两台机上安装Endpoint，安装之后Endpoint会自行启动，此时打开任务管理器查看工作进程，操作系统多了一个名为Endpoint.exe的进程，表示Endpoint已正常运行，具体如图3所示。

Endpoint支持的操作系统有：Compaq Tru64 UNIX、FreeBSD UNIX、HP-UX、IBM AIX、IBM MVS、IBM OS/2、Linux、Linux IA-64、Microsoft Windows 3.1、Microsoft Windows 95、Microsoft Windows 98/Windows Me、Microsoft Windows NT/2000/XP/XP(64-bit)、Novell Netware、Sco UNIXWare、SGI IRIX、Spirent Communications TeraMetrics、Sun Solaris、iOS、Android。

图3 Windows操作系统进程示意图

第二步：安装Chariot。在另一台机器上安装Chariot，也可以在A、B其中的一台机上安装Chariot，这里安装在另一台机器上，IP为192.168.1.12，Chariot只能安装在Windows系统上，其软件启动界面如图4所示：

图4 Chariot console用户界面

第三步：配置Chariot。主界面中点新建按钮，在弹出的界面中选择新建一个拓扑结构的网络，如点对点连接。在ADD AN ENDPOINT PAIR对话窗口中输入线路名称，然后在2个节点处分别输入进行测试的A计算机的IP地址——192.168.1.10和B计算机的IP地址——192.168.1.11。接下来按脚本选择按钮并选取测试所需的脚本，本次测试是测量带宽，所以可以直接选择软件内置的脚本High Performance Throughput。

Chariot console测试界面如图5所示，Chariot console新建协议测试对示意图如图6所示。

图5 Chariot console测试界面

图6 Chariot console新建协议测试对示意图

第四步：配置完成后可以通过复制、粘贴操作增加多条流进行测试。点击主菜单的RUN或直接点击RUN按钮启动测量工作，默认Chariot会将100个数据包从Endpoint 1发送到Endpoint 2。由于软件默认的传输数据包很小所以很快测量工作就结束了，也可以在设置界面设置运行时间进行稳定性测试。在结果中点THROUGHPUT标签可以查看本次测试的吞吐量大小并在屏幕下方以曲线图的方式显示，方便查看测试时各个时间点的吞吐量波动情况。图7显示了Endpoint 1与Endpoint 2之间的实际平均吞吐量为93.065Mbps。

4 测试结果与技巧

Chariot的测试结果可以通过数字加图形的方式显示，还可以生成HTML、TXT、CSV这3种格式的测试报表，以方便对测试结果进行分析。其图形默认形式为曲线图，也可以根据需要，通过设置，以直方图、饼图等方式进行显示。

此外，所选脚本使用不同的协议，测试结果也会在内容上有一些不同，比如在进行TCP协议测试时，测试结果包括有Tesponse time、Transaction rate、Throughput以及CPU Utilization；当使用UDP/RTP协议时，测试结果还包括有Delay、Jitter、Lost data等指标参数。

图7 Chariot测试结果

对于基准测试，则主要依据Throughput、Response time、Transaction rate以及CPU Utilization等参数对网络或网络设备性能进行评测。比如在对网卡的测试中，可以通过CPU Utilization分析网卡传输数据所占用的服务器/客户端资源与吞吐量的关系，也可以进行千兆网卡的TCP/IP offloading验证。

对于应用测试，Chariot可以通过4种不同访问分布形态对在实际应用中的不确定性与随机性进行测试，使测试者更好地了解网络或网络设备对随机的、突发的流量的处理能力。如能详细了解网络或网络设备使用环境的具体情况，如用户数量、流量类型、访问频率等。通过修改测试脚本，Chariot还可以模拟出一个真实的应用环境，分析网络或设备在未来实际应用中的性能表现。

为了能准确地执行测试，真正体现被测设备的性能，需要注意如下几个方面：

（1）在对“Run”菜单中的“Set run options”选项进行选择时，对于“how to end a test run”项，建议选择“run for a fixed duration”或“run until any pair completes”；对于“how to report timing”项，选择“batch”，建议不要选择“poll endpoint”与“validate data upon receipt”。

（2）不建议将console端与Endpoint安装在同一台计算机上；客户端的系统配置尽可能保持一致，推荐在作基准测试时使用WIN NT/2000/XP操作系统；对测试环境尽可能不作太多改动，以保证每次测试的公正性。

（3）不要在安装了Endpoint的终端或服务器上运行其它软件，关闭各种扫描程序，如“病毒扫描”等。

（4）建议使用脚本的默认值，除非对网络的应用有非常具体的了解与需求。

（5）通常一次标准的基准测试时间为2～5分钟。