Как RFC 2544 помогает в тестировании оборудования Ethernet для операторов связи

Что такое RFC 2544
Операторы связи всё активнее и активнее применяют оборудование Ethernet в борьбе за клиентов, традиционно использующих надежные каналы E1. При этом производители оборудования Ethernet зачастую приукрашивают свою продукцию для ее продвижения, иной раз вводя в заблуждение потенциальных пользователей своей продукции.
Стандарт RFC 2544, установленный Инженерным советом Интернет (Internet Engineering Task Force, IETF), является, де факто, методологией тестирования устройств для операторских сетей Ethernet. Стандарт описывает методологию, которая позволяет оценить производительность сетевого устройства, включающую в себя такие параметры как пропускная способность, уровень потерь кадров и задержка. Методология устанавливает размеры кадров, длительность тестов и количество итераций. Результаты таких тестов обеспечивают оператора сравнимыми данными о продукции разных производителей, которые можно использовать для оценки и выбора устройств. Кроме того, измеряемые параметры обычно указываются в соглашении об уровне предоставляемых услуг (SLA), заключаемом операторами с клиентами. В таких случаях контроль выполнение рекомендаций RFC 2544 осуществляется для участка сети, а не для конкретного оборудования.

Тесты RFC 2544
Для того, чтобы проверить способность оборудования Ethernet работать в сети с различными типами предоставляемых сервисов, таких как VoIP, IP TV, FTP и т. п., стандарт RFC 2544 задает семь разных размеров кадров - 64, 128, 256, 512, 1024, 1280 и 1518 байт, используемых в тестах, с целью эмуляции различного типа трафика. Чем меньше размер кадра, тем больше их количество, т.е. выше нагрузка на сетевое устройство.

Тестирование пропускной способности
В ходе данного теста определяется максимальное количество кадров в секунду, которое может передать устройство без ошибок. Это тест выполняется, чтобы определить реальную максимальную скорость передачи данных, которую может обеспечить оборудование, а не скорость работы интерфейса.
Проведение тестирование начинается на максимальной скорости (скорости интерфейса). В ходе тестирования измеряется количество переданных тестером кадров и количество принятых кадров. Если хотя бы один кадр потерялся, скорость передачи кадров уменьшается в два раза. Если в ходе очередной попытки ни один кадр не потерялся, скорость удваивается по сравнению с предыдущей попыткой. Таким образом, ищется максимальная скорость, на которой устройство может передавать данные без ошибок.
Тестирование пропускной способности должно быть проведено для кадров каждого из семи заданных размеров. Для принятия решения о достижении максимальной скорости время безошибочной передачи данных для каждого размера кадров должно быть не менее 60 секунд.
Хотя RFC 2544 не регламентирует, но всё же рекомендуется дополнительно проводить тестирование кадрами переменной длины, чтобы выявить возможные проблемы при передачи трафика, максимально приближенного к реальному. Кроме того, иногда оказывается, что оборудование отлично справляется с кадрами заданных размеров, а кадр определенной длины передать не может из-за программной или аппаратной ошибки.

Тестирование устойчивости к всплескам трафика
Тестирование устойчивости к всплескам трафика оценивает ёмкость буфера оборудования. В ходе тестирования кадры передаются на скорости интерфейса (с минимальными межкадровыми интервалами) и измеряется максимальное количество кадров, полученных до того как потеряется первый кадр. Продолжительность испытания должна быть не менее 2 секунд. Если в течение этого времени число переданных кадров совпадает с числом пересланных устройством на протяжении всего пика, пакет кадров увеличивается и испытание повторяется. Если число пересланных устройством кадром меньше числа переданных, размер пакета уменьшается и испытание повторяется. Испытания следует повторять не менее 50 раз с усреднением значений.


Тестирование частоты потери кадров
Измерение частоты потери кадров необходимо для оценки способности оборудования работать в условиях перегрузки, что является критическим показателем возможности поддерживать приложения реального времени, в которых большое количество потерь резко снижает качество.
Первое испытание проводят на максимальной скорости. При следующих испытаниях скорость снижается сначала до 90% от максимальной скорости, а затем до 80% и т.д. Снижение скорости на 10% повторяют до тех пор, пока не будет зафиксировано последовательно три результата без потери кадров. Шаг снижения скорости должен быть не более 10% от максимальной скорости, приветствуется снижение скорости с меньшим шагом. Тестирование опять проводят для всех семи размеров кадров. Результатом является график зависимости частоты потери кадров от скорости.


Тестирование задержки
В ходе тестирования измеряется время прохождения через устройство (или туда и обратно). Если время задержки значительно меняется от кадра к кадру, то это может стать проблемой для работы таких сервисов, как VoIP, IPTV и TDMoIP через данное оборудование. Например, вариация задержки может выразиться в ухудшение качества голоса, передаваемого с помощью технологии VoIP или в значительном джиттере псевдо-проводного потока Е1, образованного с помощью технологии TDMoIP. Большое время задержки также может ухудшить качество работы приложений.
Процедура тестирования начинается с измерения максимальной пропускной способности для кадров каждого размера, при которой кадры не теряются, т.е. аналогично тесту пропускной способности. Это позволит заполнить все буферы устройства, обеспечив измерение задержки в наихудших условиях.  На втором этапе запускается тестовый поток с определенной максимальной скоростью продолжительность 120 секунд. Через 60 секунд в поток вставляется кадр с временной меткой. Когда этот кадр возвращается, тестер вычисляет задержку. Передача данных продолжается весь оставшийся промежуток времени. Тест повторяется не менее 20 раз, итоговое значение задержки усредняется по всем попыткам. Тестирование опять же проводят для кадров всех размеров.


Хотя в RFC 2544 это не предусмотрено, рекомендуется еще проводить измерения вариации задержки, потому что, как отмечалось выше, данный параметр критичен для работы приложений реального времени, например, потокового видео.
Измерения вариации задержки проводится путем отправки кадров с одинаковым межкадровым интервалом, а затем сравнения с интервалами, с которыми кадры возвращаются обратно. Измерения проводятся на максимальной возможной для испытуемого устройства скорости, потому что вариация задержки при этом максимальна.


Тестирование скорости восстановления
Данное тестирование подразумевает два вида восстановления оборудования: после перегрузки и после перезагрузки. Данные параметры напрямую влияет на время отсутствия связи в сети при возникновении нештатной ситуации.
Для определения времени восстановления после перегрузки сначала определяется пропускная способность устройства для каждого из размеров кадра. Затем передается поток кадров со скоростью 110% от пропускной способности или с максимальной скоростью интерфейса (выбирается меньшее из 2 значений) в течение, по крайней мере, 60 секунд. После этого интенсивность трафика снижается вдвое и засекается время, пока устройство не перестало терять кадры. Время восстановления устройства определяется как разность времени после снижения интенсивности трафика и времени начала передачи данных без потерь. Тест повторяют многократно, значение времени восстановления усредняют.
Для определения времени восстановления после перезагрузки сначала определяется пропускная способность устройства для кадров минимального размера. Затем передается непрерывный поток кадров с определенной пропускной способностью для минимального размера кадров и выполняется сброс устройства с записью времени передачи последнего кадра перед сбросом и первого кадра после сброса. Время восстановления после перезагрузки определяется как разность между этими моментами.
При тестировании следует выполнять как программную перезагрузку, так и по отключению питания. При измерении времени восстановления после пропадания напряжения питания отключение питания устройства производят на 10 секунд.

Заключение
Тестирование оборудование Ethernet, согласно рекомендации RFC 2544, сегодня является базовым способом проверки производительности устройств, также как BER-тест является базовым способом проверки для оборудования TDM. Тем не менее, проведение тестирования согласному этому стандарту не гарантирует работу вашего оборудования в необходимых условиях. Зачастую требуется более тщательное тестирование, особенно встроенного программного обеспечения, чтобы быть уверенным в  способности выбранного оборудования обслуживать предоставляемые сервисы. В проведение такого тестирования вам всегда готовы помочь специалисты компании Tetslog.

Комментарии к статье

← Вернуться в список статей