测试10g以太网交换机

混合的结果:只有Force10提供10G位/秒的吞吐量,但是所有的交换机都拥有令人印象深刻的特性。

在网络足球竞猜app软件世界的第一个动手的新的10G以太网的交换机评价,我们把箱子从五大厂商通过一组全面的性能测试 - 以太网的两个千兆和万兆口味。AVAYA,Force10网络公司,Foundry网络,惠普和北电接受我们的挑战。

实验室测试证明,大多数第一代10G以太网交换机不提供任何接近的吞吐量,10个千兆比特。但最新的中坚力量开关确实比以前使用链接聚合的设备提供了更多的带宽,而且它们在服务质量增强方面做得更好。

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QoS的完整性检查

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10千兆交换机的功能列表(Excel)中

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硬件问题困扰着北电的设备,我们无法获得有效的结果。对于剩下的玩家,结果只能提供有限的鼓励:

•Force10的E1200提供真正的10G比特/秒的吞吐量与任何帧大小,也赢得了它的网络世界蓝带奖的表演。足球竞猜app软件

•Foundry公司的FastIron 400和惠普公司的ProCurve路由交换机9300系列(惠普从Foundry公司购买)实现了快速故障转移。

•Avaya的印第安P882多业务交换机不停的抖动降到最低,并在我们的服务质量下降的测试没有高优先级的数据包。

但是,说到做到,这些第一代设备都不能代表完美的转换。Force10的E1200在吞吐量测试中表现出色,但它的延迟和抖动数量远远高于应有的水平。至于其他的,他们不会真正的10g设备,直到他们得到容量升级。

虽然10gb的性能结果令人失望,但将这些数字放在上下文中是很重要的。很少(如果有的话)用户计划使用纯10G以太网,因此这些设备支持各种接口和其他对企业核心网络有用的特性,比如对高冗余组件和多种设备管理方法的支持(参见完整的功能清单-Excel文件)。需要注意的是,这些交换机在处理与10G以太网无关的任务(例如故障转移和其他任务)方面做得非常好QoS执行。

为了测试

我们用四组测试来评估交换机的性能:仅10g;跨越10G以太网主干的千兆以太网;故障转移;和QoS执行。

我们纯10G以太网测试的主要目的是描述新技术的基本转发和延迟特性。它真的会达到10g吗?在这样的速度下,新接口会产生多少延迟和抖动?

为了回答这些问题,我们建立了一个测试平台,这个测试平台由一个带有10G以太网接口的交换机和来自Spirent Communications的SmartBits流量发生器/分析器组成我们是怎么做到的)。所有供应商提供的4个10G以太网接口,此事件的Avaya之外,它提供的两个。

我们配置了SmartBits来提供超过2000个虚拟主机的流量(在Avaya的例子中超过1000个),代表连接到一个典型的10g交换机上的大量设备。

我们使用了三种帧大小:64字节的帧,因为它们是以太网中允许的最短的帧,因此提供了压力最大的测试用例;256字节的帧,因为它们接近在各种互联网链接上观察到的大约300字节的帧长度的中位数;和1518个字节,这是以太网中允许的最大字节数和用于批量数据传输的大小。

只有一个开关——Force10的E1200——真正实现了真正的行速率吞吐量(参见图1)。令人印象深刻的是,E1200以短、中、长帧的线速度移动流量。在我们所有的基线测试中,E1200没有掉一帧。

Avaya、Foundry和HP boxes的运输量约为80%。Avaya和现场测试的铸造厂代表说,最高达到8G比特/秒的开关结构限制了他们的设备,这通常与这些开关实现的帧速率一致。

在最好的情况下,铸造厂处理64字节帧时在线路速率的86%的流量移动,因此铸造解释说其交换结构实际上具有有点超过8G位/容量的秒。

也许是这样,但是在4个接口的测试中,256和1518字节帧的吞吐量分别只有5.5G和5G位/秒。奇怪的是,HP交换机在所有帧长度的情况下,每个接口的吞吐量都接近8G位/秒,尽管Foundry公司同时生产这两家公司的交换机。一种可能的解释是Foundry和惠普提供了不同的软件版本用于测试。考虑到HP更高的吞吐量(以及Foundry的吞吐量,当只使用两个接口进行测试时),软件映像的一些性能问题可以解释这种差异。

应该注意的是,Avaya提供了两个10G以太网接口用于测试,而其他供应商只提供了四个。单端口对配置通常比我们用来测试其他开关的四路全网更轻松。

另外一个值得注意的是,有理论最大速率和Force10的E1200的实际利率之间的微小差异。这并不意味着E1200丢帧。用于10G以太网IEEE规范允许通过率高达每秒由于时钟偏移3000帧而有所不同,在我们的测试中,滑动的实际金额远不如。

拖延战术

对于一些用户来说,延迟和抖动(延迟变化)甚至比其速度更重要,特别是在涉及到实时应用程序时。在千兆以太网交换机中,延迟通常以几十微秒为单位进行测量。我们期望10g设备的延迟减少10倍,但这不是我们发现的。

延迟应接近零的万兆速率。考虑一个假设的完美的开关,增加了没有自己的延迟。在10个千兆位速率,将需要只是67纳秒传送一个64字节帧和1230纳秒发送1518字节的帧。这些数字都远远低于其任何应用程序的感知性能会受到影响的阈值。

在现实世界中,延迟要高得多(见图2)。提供10%的负载,其中延迟是简单转发的结果,没有其他影响,比如队列累积,我们记录的平均延迟从Foundry公司的FastIron 400的4.3微秒(64字节帧)到Avaya公司的Cajun P882的46微秒(1518字节帧)不等。对时间好奇的人来说,1毫秒是千分之一秒;1微秒是千分之一毫微秒;1纳秒是千分之一微秒。

虽然没有任何延迟接近于单个开关会影响应用程序性能的程度,但是有两个需要注意的地方。首先,虽然应用程序遭受损害的时间以毫秒为单位是正确的,但是延迟是累积的也是正确的。因此,一个由许多交换机组成的网络可能会遭受更多的延迟。

其次,一个10g的设备在30到50微秒内挂在一个帧上是没有理由的。例如,Force10的E1200在处理64字节帧时增加了31.9微秒;它必须一次缓冲46帧。

Force10表示,它提供给测试的软件经过了优化,能够在重负载下产生最低的延迟。该公司表示,其4.1.1版本的发货软件和配置更改将最多减少50%的延迟。我们没有核实这一说法。

铸造厂和HP箱在将延迟降到最低方面做得最好。即使在最坏的情况下——HP有1518字节的帧——平均延迟也只有7.6微秒。这不仅仅是对千兆以太网盒增加的延迟的巨大改进;这大大低于其他一些供应商的最佳延迟数与10G以太网接口在任何帧长度。

对于语音在IP或视频应用,抖动则更为关键的指标比延迟。我们的抖动测量结果表明用最少的延迟切换 - 从铸造和惠普 - 也记录可以忽略不计的抖动(见图2)。对于这两个供应商,jitter低至100纳秒,这是我们的测试仪器所能记录的最小值。

值得称赞的是,Ayava的Cajun P882也在几百纳秒内降低了抖动,比应用程序性能下降的幅度至少低了4个数量级。

Force10的抖动数字比其他的要高,通常代表平均延迟的25%。这意味着开关延迟可能随时间上下波动25%,这是一个相对较大的变化。虽然所涉及的数量还不足以降低应用程序的性能,但是前面关于延迟是累积的警告是成立的:使用许多Force10交换机构建的网络可能会增加显著的抖动。

骨干建设者

虽然10千兆的基准测试让我们很好地了解了这些交换机内部的技术堆栈,但是很少有网络设计者能在短期内实现纯10G以太网。我们还测试了10G以太网的使用方式:作为多个千兆以太网连接的聚合技术。

用于带宽聚集测试中,我们构建了测试床,其包括两个机箱与10G以太网链路连接。我们还配备每个机箱10G(单)以太网接口,和整个万兆骨干网提供的业务量。随着510台虚拟主机提供的数据流量的千兆以太网接口,有10200台主机交换流量 - 只是那种事情之一可能会发现在许多大型企业网络的核心。

这个测试平台在设计上与我们在以前的链接聚合评估中使用的相似,这不是巧合与集群麻烦)。本次测试的主要目标是确定是否10G以太网骨干网使用链路聚合,提供比以前的任何测试的改进,其中高帧丢失和延迟规则。

我们再次使用了Spirent SmartBits提供64,256和1518字节帧,确定吞吐量,时延和抖动。在这种情况下,我们使用了局部目流量模式,这意味着在一个底盘交换流量10个接口与整个10千兆主干10个接口,反之亦然。

Force10的E1200交换机再次领先,在所有三帧长度上都提供了行速率吞吐量(参见图3)。供应商的总吞吐量接近3000万帧/秒,通过两个底盘零帧损失。

博科和惠普的成绩排在反对他们的交换结构的8G位/秒的极限权利了。铸造与256和1518字节帧的结果比四端口10G以太网基准测试显著更好。

Avaya的印第安落后的包,在每一个测试吞吐量小于5G比特/秒。AVAYA归因于此的印第安的横梁设计,当使用超过约其容量的60%,这变得拥挤。在这种情况下,8G的60%位/秒的交换结构仅表示关于我们看到水平。

所有供应商的好消息是,吞吐量较10千兆主干是显著高于我们在使用链路聚合之前的测试中获得的数字。在最坏的情况下,我们看到的吞吐量暴跌与链路聚合线率只有10%;在这里,即使在最坏情况下数量近五倍降低。显然,这是更好地使用单个物理管道不是虚拟的。

少等

在延迟和抖动方面,使用10G以太网主干而不是链路聚合也有好处。在以前的测试中,当使用链接聚合时,我们看到延迟跳变高达1,200%。在今年的测试中,我们看到与纯10gb数字相比,延迟和抖动只略有增加。

从铸造和惠普开关做了最好的工作,保持平均延迟和抖动到低水平的所有帧长度(见图4)。在最坏的情况下,Foundry公司的FastIron在1518字节的帧上增加了平均32.3微秒的延迟,这远远低于应用程序所遭受的损失。尽管FastIron的延迟比我们在纯10gb测试中记录的7.6微秒要高,但请记住,在这种配置中,帧必须跨两个机箱和两对接口,而不是一个机箱和一对接口。

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