RFC2889MAC地址学习速率——网络测试仪实操

一、简介

RFC 2889为LAN交换设备的基准测试提供了方法学，它将RFC 2544中为网络互联设备基准测试所定义的方法学扩展到了交换设备，提供了交换机转发性能（Forwarding Performance）、拥塞控制（Congestion Control）、延迟（Latency）、地址处理（Address Handling）和错误过滤（Error Filtering）等基准测试的方法说明。除去备忘录状态、介绍、要求以及后面的安全机制、参考文献等辅助性说明外，RFC 2889的核心内容分别为测试设置、帧格式与长度和基准测试3大部分。

基准测试是RFC 2889的最主要内容，它从测试目标、参数设置、测试过程、测量方法和测试报告格式等方面，详细描述了下列10个针对局域网交换设备的基准测试：

· 全网状互连条件下的吞吐量、丢帧率和转发速率（Fully Meshed Throughput, Frame Loss and Forwarding Rates）；
· 部分网状互连条件下的一对多/多对一（Partially Meshed One-To-Many/Many-To-One）；
· 部分互连的多个设备（Partially Meshed Multiple Devices）；
· 部分网状互连条件下的单向通信流量（Partially Meshed Unidirectional Traffic）；
· 拥塞控制（Congestion Control）；
· 转发压力和最大转发速率（Forward Pressure Maximum Forwarding Rate）；
· 地址缓冲容量（Address Caching Capacity）；
· 地址学习速率（Address Learning Rate）；
· 错误帧过滤（Errored Frame Filtering）；
· 广播帧转发和时延（Broadcast Frame Forwarding and Latency）。

接下来将为您演示使用BigTao-V网络测试仪进行MAC地址学习速率测试。

二、MAC地址学习速率概述

定义
· 交换机能够学习MAC地址的最大速率

为什么需要测试
· 交换设备根据MAC地址转发frame
· 如果在MAC表中没有找到相应的MAC表项, 就会进行flooding
· MAC地址学习速率越大, 单位时间能正常转发的frame就越多

主要考察
· 交换机的CPU处理能力

测试方法
· 二分法自动查找最大速率

地址学习原理
学习原理
· 交换机收到报文, 记录报文的源MAC
· 在交换机上建立源MAC和收到报文端口的对应表(MAC Table)
· 收到报文, 根据报文目的MAC查找MAC Table, 从特定端口转发
· MAC Table里找不到表项, 就会Flooding

地址学习举例
· PC1向PC2发送报文
· 交换机从端口G1/0/1收到PC1发送的报文, 根据报文的目的MAC(PC2 MAC)查找 MAC地址表
· 如果找到PC2 MAC对应表项, 则只从G1/0/2转发出去
· 如果找不到PC2 MAC对应表项, 则从所有UP的端口上(G1/0/2, G/10/3), 将报文Flooding出去
· PC3也能收到PC1发送给PC2的报文

三、测试拓扑

至少三个端口
· 测试端口
· 学习端口
· 镜像端口

测试原理
原理
· 利用交换设备对未知单播进行Flooding的特性

概述
· 交换设备收到Frame, 根据目的MAC查找MAC table中
· 如果找到MAC-接口映射表项, 则只从这个接口发送出去
· 如果找不到MAC-接口映射表项, 会从所有UP的接口发送(Flooding)出去

测试过程: MAC地址学习
· 测试仪学习端口(Port2)发送学习报文
· 测试仪端口Port2模拟10000个主机, 向测试仪端口Port1模拟的一个主机以5000个/秒的速率发送10000个Frames
· 这些Frame的源MAC是变化的, 目的MAC是测试端口模拟的1个主机
· DUT的学习端口收到Frame以后, 尽最大速率建立MAC-端口(学习端口)的映射关系

测试过程: 发送测试报文
· 测试仪测试端口(Port1)发送测试报文
· 测试仪端口Port1模拟1个主机, 向测试仪端口Port2模拟的10000个主机发送Frames
· 这10000个Frames的源MAC是Port1模拟的1个主机, 目的MAC是Port2模拟的10000个主机
· 交换机收到Frame以后, 根据目的MAC查找 MAC-端口的映射关系

测试过程: 镜像端口观测
测试仪镜像端口(Port3)未收到流量
· 本次测试成功
· 交换机可以处理5000个/秒的学习速率, 能够建立全部的表项
· 下轮测试交换机需要加大发送速率

测试仪镜像端口(Port3)收到流量
· 本次测试失败
· 网络中有报文被Flooding, 5000个/秒的速率超过交换机的处理能力, MAC有部分没有建立映射表项
· 下轮测试交换机需要减少发送速率

地址学习速率测试流程
添加机框→预约端口→选择向导→选择地址学习速率→配置接口→配置流量→配置测试参数→配置地址学习速率参数→运行测试→查看结果→导出报告

准备工作: 添加机框

准备工作: 预约端口

Switch配置
以思科C3750为例
· 将3个与测试仪相连的端口配置在一个VLAN里
!
interface GigabitEthernet1/0/1
switchport access vlan 20
switchport mode access
!
interface GigabitEthernet1/0/2
switchport access vlan 20
switchport mode access
!
interface GigabitEthernet1/0/3
switchport access vlan 20
switchport mode access
!

四、测试配置

选择向导
选择RFC2889向导

选择地址学习速率测试
测试项目
· 选择地址学习速率测试

选择端口
· 选择参与测试的端口

配置接口
· 默认无接口
· 选择添加接口

向导配置接口
· 一步一步根据需求填充

向导配置接口: VLAN等
· 根据场景决定是否添加
· 本例中不需要添加

配置MAC地址
· 可选配置
· 默认即可, 也可以修改

向导接口配置结果
· 创建3个Interface, 每个Port各一个
· 对于二层交换机来说, 只关注MAC地址

选择接口
· 刚才配置的接口
· MAC/IP等可修改

选择流量模型
根据左侧拓扑选择
· 测试端口(源)
· 学习端口(目的)
· 镜像端口(监测)

添加流量
· 源-目的
选择流量模型
根据左侧拓扑选择
· 测试端口(源)
· 学习端口(目的)
· 镜像端口(监测)

添加流量
· 源-目的

选择测试参数
时间
· 开始发送流量之前等待2秒
· 停止发送流量之后等待10秒

结果保存路径
· 默认路径
· 可以自己指定

时延
· 结果中显示时延
· 类型根据Switch转发类型选择
· 本项测试不关注

配置地址学习速率参数

关键参数: 二分法
二分相关
· 最小值: 当测试不通过且当前速率等于最小个值时，不再测试
· 最大值: 当测试通过且当前速率等于最大值时，不再增加测试速率
· 初始值: 第一次测试时的发送速率
· 精度: 当相邻两次速率小于精度, 测试就停止

老化时间
· 必须比交换机的老化时间略大
· 交换机一般默认为300秒, 可修改
· 通常需要修改, 不然测试时间非常长

关键参数: 其它
测试次数
· 默认1次
· 可测试多次, 取平均值

地址容量
· 不能大于设备的实际 MAC地址容量
· 如不知道, 可设置小一点

默认取7个特殊字节来测试

自动生成Smart Script
· 根据配置自动生成Smart Scripts
· 从右侧自动弹出

开始测试
点击Start按钮自动开始测试

五、测试报告

测试进度查看
· 消息界面里, 实时显示当前测试的字节
· 预测花费时间

自动弹出Result Analyzer
结果分析
· 专业软件
· 自动弹出

手工打开
· 自动安装
· 打开结果

Result Analyzer结果分析
结果分析
· 点击汇总测试
· Learning Rate一列就代表 MAC地址学习速率

测试报告导出
导出格式
· PDF
· HTML

结果定制
· 默认会保存所有测试内容
· 太过详细
· 可以选择汇总模板
· 只保存汇总信息

测试报告内容
打开测试报告
· 查看MAC地址学习速率(learning Rate列)
· 配置信息: 包含当前的测试配置信息