基于Juniper的网络设备性能测试方法研究

贺 静

(太原理工大学 信息化管理与建设中心，山西 太原 030024)



基于Juniper的网络设备性能测试方法研究

贺 静

(太原理工大学 信息化管理与建设中心，山西 太原 030024)

随着互联网规模的不断扩大，同等级不同品牌的网络设备种类越来越多，性能测试成为使用方在选择设备时至为关心的内容。本文以Juniper设备的测试为例，介绍了一种网络设备性能测试的方法，着重介绍了吞吐量、丢包率与时延等网络性能指标的测试方法，实验测试结果表明该方法有效完成网络设备测试功能。

Juniper；网络设备；测试

随着中国互联网规模的不断扩大，各高校与供应商等网络服务提供者对网络设备的性能提出了越来越高的要求，随着网络设备的种类不断的增加，其性能测试越来越成为购买者非常关心的问题。本文利用软件测设的方法，对Juniper Ex9214网络设备的性能进行了测试，测试结果表明该方法有效完成网络设备测试功能。

1 本文测试的性能参数及指标

对于Juniper Ex9214核心三层交换机来说，设备性能测试的一些基本的性能指标，包括：吞吐量、丢包率与时延。在RFC1242[1]和RFC2544[2]中都有定义，性能参数达到以下指标，设备的指标才算达到基本标准：

1.1 吞吐量

首先本节介绍吞吐量的定义：一个设备能够正确转发帧/包的最大速率称为吞吐量。网络性能测试时必备的测试手段当属网络设备吞吐量的测试。典型的测试方法是以确定的速率与时间间隔从网络的发送端设备向接收端设备发送数据，接收端计算接收到的帧，测试结束时系统计算接收率―即吞吐速率。对于千兆端口，不同的包长度于每秒的包数指标见下表1。其中RFC2544中针对以太网帧产生的包长包括以下七种字节。

表1 RFC2544包速率

1.2 丢包率

首先本节介绍丢包率的定义：丢包率是在稳定的负载下，因缺少资源或其他原因而未被转发的数据包的百分比。计算公式为：丢包率=((发送包数-接收包数)/发送包数)×100%[3]。

丢包率的测试是作为吞吐率测试的补充，吞吐率测试时，要求不能出现数据帧的丢失，而丢包率的测试，正好与之相反，要求在设备过载的情况下才能进行测试[4]。

虽然网络设计的目标是丢包率为零，但理想网络显然是不存在的。在电信级以太网测试中要求标准用户的丢包率优于0.5%[5]。

1.3 时延

首先本节介绍时延的定义：对于存储转发设备来说，时延是指从输入帧的最后一个比特达到输入端口的时刻到输出帧的第一个比特出现在输出端口上的时刻的时间间隔。对于直通设备来说，时延是指从输入帧的第一个比特达到输入端口的时刻到输出帧的第一个比特出现在输出端口的时刻的间隔。所以，定量地看二者的关系为: 存储转发时延=直通时延-报文长度/接收接口速率[4]。

作为网络很重要的属性之一，时延对网络性能影响很大。但是以太网并没有相关的标准。

2 测试工具选择

目前，从事网络设备性能测试的生产厂商有很多，本文站在高校网络使用者的角度用一些正常工作时的流量对网络设备使用时的性能进行分析，所用工具是经过对比选择的在性能和价格上都能实现的具有代表性的软件，Ganymede Software公司的Chariot软件。

2.1 Chariot简介及工作原理

Chariot是顶尖的网络业务和性能测试软件之一，也是目前世界上唯一认可的应用层IP网络及网络设备的测试软件，能够模拟众多的商业应用进行测试[6]。CHARIOT控制台产生真实的流量，采用终端到终端的方法测试网络设备在真实网络运行环境中的性能[6]。

这款软件的基本组成包括CHARIOT控制台和终端。CHARIOT控制台主要负责监视和统计终端到终端流量的工作，终端负责流量测试工作，实际操作时终端执行CHARIOT控制台发布的脚本命令，从而完成需要的测试[7](如图1)。

图1 Chariot测试原理

2.2 测试步骤

第一步：安装Endpoint，在A、B两台机上安装Endpoint，安装之后Endpoint会自行起动，打开任务管理器会发现多了Endpoint支持的操作系统多了一个Endpoint.exe进程。第二步：安装Chariot，在另一台C机器上安装Chariot，也可以在A、B其中的一台机上安装Chariot。第三步：配置Chariot。第四步：测试。第五步：根据测试结果得出结论。

3 测试方案

本文以Ex9214交换机的测试为例，讲述网络设备的测试过程及测试结果分析。在测试时需要考虑交换机端口类型，目前EX9200系列交换机主要有三种，千兆电口与光口，还有万兆光口，由于测试所用笔记本电脑的端口只支持千兆电口，所以在本案例中只完成千兆电口的测试。测试时本文将千兆电口设置为全双工，配置测试报文长度分别为为64、128、256、512、1024、1280、1518字节。

在测试中，拓扑图如图2所示，交换机两个端口分别与两个笔记本电脑终端endpoint的网口相连。在两个终端上分别安装Endpoint5.4，在其中一个终端安装Chariot5.4，开始测试。

图2 两端口性能测试拓扑

3.1 二层性能测试

两台测试终端直接连接到交换机EX9214的两个端口上，保证两端口在同一网段，在两端口间发送二层数据帧，将两台笔记本电脑IP地址配置在同一个网段内，测试时将交换机千兆电口设置为全双工模式，配置测试报文产生的包长包括以下七种字节。对产生的流量进行吞吐量、丢包率、时延测试。二层性能测试结果如下：

表2 测试结果

图3 包长为64字节测试吞吐量

图4 包长为1518字节测试时延

3.2 三层性能测试

两台测试终端直接连接到三层交换机EX9214的两个端口上，此时，将两端口置于不同VLAN，并配置不同VLAN的IP地址，测试时将交换机千兆电口设置为全双工模式,配置测试报文产生的包长包括以下七种字节。对产生的流量进行吞吐量、丢包率、时延测试。三层性能测试结果如下：

表3 三层性能测试结果

图5 包长为64字节测试吞吐量

图6 包长为512字节测试时延

4 结论

本文主要以测试EX9214为例，对交换机性能方法进行研究。测试了交换机端口到端口转发性能，测试项目包括吞吐量，时延，丢包率，共测试64、128、256、512、1024、1280、1518七种字节帧长的性能，每项测试时间为一分钟，每项都在交换机正常运行情况下分别测试了第二层与第三层的转发性能。

参照RFC2544标准中规定的吞吐量性能参数指标，对比我们的测试结果，可以看出EX9214性能远远超过了RFC2544定义的指标标准。测试方法达到了很好的效果。

[1] Bradn er S.Benchmarking Terminology for Network Interconnection Devices[S].RFC1242,July 1991.

[2] Brad ner S.Benchmarking Methodology for Network in Terconnect Devices[S].RFC2544,Mar 1999.

[3] 曹文斌，陈国顺，牛刚，等.网络设备测试技术综述[J].电光与控制，2014，21(6):13-18.

[4] 章淼，吴建平，盛立杰，等.网络互联设备的性能测试:原理和实践[J].小型微型计算机系统，2004，25(9):1587-1591.

[5] 孙学瑞.电信级以太网业务在运营商网络中的应用及测试[J].通讯世界,2006,141:60.

[6] 汤海晨.基于Chariot的网络吞吐量的性能分析[J].软件导刊，2012，2(11)：106-108.

[7] 陈炯然，彭平.基于Chariot的视频网络性能测试分析[J].广州大学学报(自然科学版)，2013,4(12):74-81.

The Performance Test of Network Equipment Based on Juniper

He Jing

(CenterofInformationManagementandDevelopment,TaiyuanUniversityofTechnology,TaiyuanShanxi030024,China)

Along with the incessant expansion of the internet scale,more and more different brands of network equipment in the same level occur.The performance testing has become the most concerned content in the selection of the device.This article,taking the test of Juniper equipment as an example,introduces the test method of network performance index,such as the throughput,packet loss rate and time delay.Experimental results show that the method can effectively complete the test function of network equipment.

Juniper; network equipment; test

2016-07-14

贺 静(1983-)，女，山西原平人，讲师，硕士研究生，研究方向：网络技术与网络信息安全。

1674-4578(2016)05-0092-02

TP393

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