Стандартный тест RFC2544

Всем привет!

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

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 статью.

Другие мои статьи

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