rfc2889.txt

RFC规范的翻译稿

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E-mail：[e-mail]
译者：黎文伟(liww  [e-mail])
译文发布时间：2001-11-24
版权：本中文翻译文档版权归中国互动出版网所有。可以用于非商业用途自由转载，但必须
保留本文档的翻译及版权信息。



Network Working Group                                      R. Mandeville
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Category: Informational                                        J. Perser
                                                  Spirent Communications
                                                             August 2000


局域网（LAN）交换设备基准（测试）方法学
（RFC2889—Benchmarking Methodology for LAN Switching Devices）

备忘录状态：
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分发没有限制。
 
版权声明：

   Copyright (C) The Internet Society (2000).  All Rights Reserved.

目录
1. 介绍	3
2. 要求	4
3. 测试设置	4
4. 帧格式和长度	4
5.基准测试	5
5.1全网状吞吐量，丢帧率和转发率	5
5.1.1目的	5
5.1.2设置参数	5
5.1.3过程	6
5.1.4测量	6
5.1.4.1吞吐量	7
5.1.4.2转发率	7
5.1.5 报告格式	7
5.2 部分网状 one-to-many/many-to-one	7
5.2.1 目的	7
5.2.2 设置参数	7
5.2.3 过程	8
5.2.4 测量	9
5.2.5 报告格式	9
5.3 部分网状多重设备	10
5.3.1 目的	10
5.3.2 设置参数	10
5.3.3 过程	10
5.3.4  测量	11
5.3.4.1 吞吐量	11
5.3.4.2 转发率	11
5.3.5 报告格式	12
5.4 部分网状单向通信	12
5.4.1 目的	12
5.4.2 设置参数	12
5.4.3 过程	13
5.4.4  测量	13
5.4.4.1 吞吐量	14
5.4.4.2 转发率	14
5.4.5 报告格式	14
5.5 拥塞控制	14
5.5.1 目的	14
5.5.2 设置参数	15
5.5.3 过程	15
5.5.4  测量	16
5.5.5 报告格式	16
5.5.5.1 列头阻塞HOLB	16
5.5.5.2 背压Back Pressure	16
5.6 转压Forward Pressure 和最大转发率	17
5.6.1 目的	17
5.6.2 参数设置	17
5.6.3 过程	17
5.6.3.1 最大转发率	17
5.6.3.2 最小帧间隙	18
5.6.4  测量	19
5.6.5 报告格式	19
5.7   地址缓冲能力	19
5.7.1 目的	19
5.7.2 参数设置	19
5.7.3 过程	20
5.7.4 测量	21
5.7.5 报告格式	21
5.8 地址学习速率	22
5.8.1 目的	22
5.8.2 参数设置	22
5.8.3 过程	22
5.8.4 测量	22
5.8.5 报告格式	23
5.9 错误帧过滤	23
5.9.1 目的	23
5.9.2 参数设定	23
5.9.3 过程	24
5.9.5 报告格式	24
5.10 广播帧转发和延迟	24
5.10.1 目的	24
5.10.2 参数设置	24
5.10.3 过程	25
5.10.4 度量	25
5.10.5 报告格式	25
6. 安全机制	26
7．参考书目	26
作者地址	26
附录 A：公式	27
A.1 计算脉冲间隙	27
A.2 计算测试期间脉冲串的数目	27
附录 B: 产生实供负载 OFFERED LOAD	28
B.1 基于帧的负载Frame Based Load	28
B.2 基于时间的负载Time Based Load	29

1. 介绍
    这个文档意在给局域网（LAN）交换设备提供测试基准方法。它将已在RFC 2544[3]中定义
的网络互连设备测试基准的方法扩展到局域网（LAN）交换设备的测试中来。

本RFC文档主要处理在MAC层交换帧的设备。它为交换设备，转发性能，拥塞控制，时延
地址处理和过滤提供了一个测试基准方法。除了定义测试之外，这个文档也描述了测试结果
报告的特定的格式。
在早先“局域网交换设备基准（测试）术语学”[2]（RFC2285）的文档中，定义了许多在
这个文档里的要使用的术语。在试图使用本文档之前，应当先参考一下该术语学文档。
2. 要求
     在使用这个文档前，应该首先参考下面的文档：RFC 1242[1]，RFC 2285[2]，RFC 2544[3].
为了保持清晰性和连贯性，这个RFC文档基准测试部分采用了RFC 2544中26节中所使用的
模式。  
这个文档中的关键字“MUST”，“MUST NOT”，“REQUIRED”，“SHALL”，“SHALL NOT”，
“SHOULD”，“SHOULD NOT”，“RECOMMENDED”，“MAY”，及“OPTIONAL”的解释,和在RFC         
2119文档中所描述的一样.
3. 测试设置
   这个文档将RFC 2544[3]第6节所描述常规基准测试设置扩展到局域网交换设备的基准
测试中。 RFC 2544[3]主要描述了非网状通信（non-meshed traffic），其输入和输出接
口被捆绑成一组来发送和接收帧，组与组之间互斥。在全网状通信（fully meshed traffic）
中,DUT/SUT的每个接口都被设置为可以接收也可以传输帧到所有被测试的其它接口.
 
       在每个测试运行之前，DUT/SUT 必须（MUST）学习在测试中所要用到的MAC地址，
且地址学习应当（SHOULD）被验证。地址未被学习的帧将要被作为扩散帧（flooded frames）
转发，并会减少正确转发的帧的数量。为了保证正确的学习地址，地址学习帧的速率要被调
整在50或50帧每秒以下。DUT/SUT的地址老化时间（aging time）应该（SHOULD）被设定为
大于测试学习阶段、实验持续的时间及测试设备配置所需的时间之和的值。
   在测试结束前，地址都不应当（SHOULD NOT ）老化（age out）。为了把地址和端口
结合在一起，可能需要多次学习过程。

     如果一个DUT/SUT使用哈希算法学习地址，那么这个DUT/SUT可能不能学习到必须的地
址来执行测试。那么，MAC地址的格式必须（MUST）是可调整的，这样地址映射可以重新安
排以确保DUT/SUT学习到了所有的地址。
 4. 帧格式和长度 
     测试帧格式在RFC 2544中第8节[3]中定义了，且必须（MUST）在测试帧UDP数据域中
包含一独特的标志域（见[3]附录 C）。标志域的目的是为了过滤掉不是实供负载（OLoad）
部分的帧。   
     标志域必须（MUST）足够独特，以能够识别出带标志域的帧不是源于DUT/SUT的。标志
域应该（SHOULD）位于第56字节之后（冲突窗口[4]）或者在帧的尾部。这个备忘录中没有
定义其长度，内容和探测方法。

  标志域可以（MAY）对每个端口有一个独特的标识符。这就可以过滤掉误转发的帧。很有
可能出现这种情况：DUT/SUT剥掉帧的MAC层，然后通过它的交换矩阵发送此帧，发送出去
的帧有正确的目的MAC地址，但是是错误的有效负荷。
   帧的长度，请参考RFC 2544[3]，第9节。
  
      对以第二层以太网交换机，有三种可能的帧格式：标准以太网MAC帧，附加制造商标
签的标准以太网MAC帧，和带适应802.1p&Q的标签的IEEE 802.3ac帧。后两类带标签的帧可
能超过1518字节的标准最大帧长度，可能不被一些DUT/SUT的控制接口所接受。建议在测试
之前先检测DUT/SUT对标签帧的兼容性。
    设备交换超过1518字节的标签帧与非标签帧相比会有不同的最大转发率。
5.基准测试
下面的测试为基准局域网交换设备测试提供了测试目的、过程和报告的格式
5.1全网状吞吐量，丢帧率和转发率
5.1.1目的
为了确定RFC 2285[2]中所定义的,DUT/SUT在全网状通信下的吞吐量、丢帧率和转发率。
5.1.2设置参数
   当给DUT/SUT提供全网状通信时,必须（MUST）定义下面的参数。每一个参数的配置出于下
面的考虑。

   帧长 – 按照RFC2544[3]第9节，建议的帧长为64,128,256,512,1024,1280和1518字节, 
见 RFC 2544 9 [3]项。 四个字节的CRC码被包括在指定的帧长内。

   帧间间隙（IFG）-	在突发帧群（burst）中两帧之间的帧间间隙必须（MUST）为被测试介质
标准中指定的最小值。( 10Mbps 以太网为9.6微秒，100Mbps 以太网为960 纳秒, 1Gbps以太网
为96纳秒 ) 

   双工模式 – 半双工或者全双工。 

   计划负载（Iload）-每端口的计划负载以媒质的最大理论负载的百分比表示，不考虑通信方
向或双工模式。某些测试配置理论上将超过DUT/SUT的预定负载。
   在半双工通信模式下，计划负载超过50%将超过DUT/SUT预定负载。
      
突发帧群(Burst)长度-突发帧群长度定义了在停止传送以接收帧之前，在最小的合法的帧
间间隙下紧挨（back-to-back）着发送的帧的数量。突发帧群长度应该（SHOULD）在1到930帧
之间变化。突发帧群长度为1将仿真恒定负载情况[1] 

每端口地址数-表示每个端口将要被测试的地址的数量。地址的数量应当（SHOULD）是二的
指数（即： 1，2，4，8，16，32，64，128，256，……）。参考值为1。
     
测试时间 — 推荐的测试时间长为30秒。测试期间长应当（SHOULD）可在1至300秒之间调
整。
5.1.3过程
 在测试仪器上的所有端口必须（MUST）以基于帧的模式或基于时间的模式来传输
测试帧(附录 B)。所有的端口应当（SHOULD）在测试时间的1%内开始传送帧。如果测
试时间为30秒,所有的端口应当（SHOULD）在300毫秒之内开始互相传送帧。
测试中的每一个端口必须（MUST）以循环的方式发送测试帧给所有的其它端口。当拥塞
控制起作用时，一定不（MUST NOT）能改变地址的顺序。下面的表格说明了测试中的每个端
口必须（MUST）怎样传送测试帧给测试中的其它所有端口。在这个例子中,有六个端口,每个
端口有一个地址:
     
       源端口        目的端口 (按传输序)

   端口#1           2       3       4       5       6       2...
   端口#2           3       4       5       6       1       3...
   端口#3           4       5       6       1       2       4...
   端口#4           5       6       1       2       3       5...
   端口#5           6       1       2       3       4       6...
   端口#6           1       2       3       4       5       1...

   如同在表格中所显示的,对于每一次传送机会,目的地址有相等的分配.这保持了测试的平衡,
所以一个目的端口在这种测试运算算法下不会超负荷, 在整个测试期间所有的端口平等的而且满
负载工作.如果不正确地服从这个算法将会导致不一致的结果。    
   对每个端口使用多个地址的测试,实际的目的端口是和上面所描述的一样,实际的源/目的地
址对，应当被随机地选择以检验DUT/SUT的地址查找的能力。
   对每个地址，都必须（MUST）发送学习帧到DUT/SUT以使DUT/SUT适当的更新它的地址表。
5.1.4测量
   每个端口应当接收与自己传送同样数目的测试帧.每个接收端口必须（MUST）分类,然后计算
帧入两组中的一组:

      1.) 接收帧(Received Frames):接收帧必须（MUST）有正确的目的MAC地址,应当（SHOULD）
匹配标签域。

      2.) 洪泛计数（Flood count） [2].

   任何源于DUT/SUT(spanning tree, SNMP, RIP, ...)的帧,一定（MUST）不能被计算为接收帧.
源于DUT/SUT的帧可以（MAY）被计算为洪泛帧或者根本不被计算。

   DUT/SUT的帧丢失率应该（SHOOULD）如26.3[3]中所定义的方式报告,注意： 帧丢失率应当
在测试期间结束时度量.术语“rate”，仅仅对这个的度量，不是暗指以秒为单位。
5.1.4.1吞吐量
   吞吐量度量是在26.1[3]项定义.为了发现0帧丢失率下最大Oload[2],使用了一搜寻运算法
则.这个运算法则必须调整Iload 以便发现吞吐量
5.1.4.2转发率
   DUT/SUT的转发率(FR)应当报告为每秒设备被观察到的, 作为对一指定的Oload响应,成功转
发到正确目的接口的测试帧的数量。Oload也必须被引用。

   在最大提供的负载下的转发率(FRMOL),必须报告为一个设备每秒可以成功传输到正确的目地
接口作为对3.6[2]项所定义的MOL的响应的测试帧的数量.MOL也必须被引用。

   最大转发率(MFR)必须报告为一组重复的DUT/SUT转发率测试中最高的值.重复的转发率测试
由调整Iload构成.Oload 应用于设备必须被引用。
5.1.5 报告格式 
这些测试的结果应该以图形的方式报告.其中x轴应该为帧的大小,y轴为测试结果.在图中至
少有两条线,一个为标为理论值,一个为测试的结果.

为了测量DUT/SUT在执行许多不同地址查找时的交换通信的能力,在一系列的测试中,可以增
加每个端口的地址数量.
5.2 部分网状 one-to-many/many-to-one
5.2.1 目的
确定当从多个端口传输到一个端口或从一个端口传输到多个端口时的吞吐量.和全网状吞吐
量测试一样,这个测试是一个度量在无帧丢失时交换帧的性能.这个测试的结果可以被用来确
定DUT当交换通信量来自多个以太网端口时,利用一个以太网端口的能力.
5.2.2 设置参数
当提供突发的网状通信时,下面的参数必须被定义.每个参数设定要考虑下面因素.
    
帧大小 – 建议帧的大小为64,128,256,512,1024,1280和1518字节, 见 RFC 2544 9 [3]. 
四个字节的CRC码被指定包括在帧的大小内.

通信方向 – 通信量可以在一个方向,相反的方向或两个方向产生.
    
       帧间隙（IFG）-	在脉冲串中两帧之间的帧间隙,必须为被测试介质指定标准中最小
       的。(9.6 us for 10Mbps Ethernet, 960 ns for 100Mbps Ethernet, and 96 ns for 1 Gbps 
Ethernet) .