交换机测试知识.

2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]1第八章网络设备测试：交换机目标：学习交换机的常用指标及测试方法主要内容1交换机的性能指标2交换机性能测试3千兆交换机测试4用于网络测试的仪表2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]21交换机的性能指标-背板带宽1、背板带宽：是交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞吐的最大数据量。背板带宽标志了交换机总的数据交换能力，单位为Gbps，也叫交换带宽，一般的交换机的背板带宽从几Gbps到上百Gbps不等。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强，但同时设计成本也会越高。背板带宽资源的利用率与交换机的内部结构息息相关。2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]3交换机的性能指标-背板带宽目前交换机的内部结构主要有以下几种：一是共享内存结构。这种结构依赖中心交换引擎来提供全端口的高性能连接，由核心引擎检查每个输入包以决定路由。这种方法需要很大的内存带宽、很高的管理费用，尤其是随着交换机端口的增加，中央内存的价格会很高，因而交换机内核成为性能实现的瓶颈；二是交叉总线结构。可在端口间建立直接的点对点连接，这对于单点传输性能很好，但不适合多点传输；三是混合交叉总线结构。设计思路：将一体的交叉总线矩阵划分成小的交叉矩阵，中间通过一条高性能的总线连接。其优点是减少了交叉总线数，降低了成本，减少了总线争用；但连接交叉矩阵的总线成为新的性能瓶颈。当交换机所有端口容量乘以端口数量之和的2倍小于背板带宽时，能实现全双工无阻塞交换，证明交换机具有发挥最大数据交换性能的条件。2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]41交换机的性能指标-包转发率2、包转发率：包转发率标志了交换机转发数据包能力的大小。单位一般为pps（包每秒），一般交换机的包转发率在几十Kpps到几百Mpps不等。包转发率以数据包为单位体现了交换机的交换能力。2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]51交换机的性能指标-端口数3、端口数：交换机设备的端口数量是交换机最直观的衡量因素。通常此参数是针对固定端口交换机而言，常见的标准的固定端口交换机端口数有8、12、16、24、48等几种。而非标准的端口数主要有：4端口，5端口、10端口、12端口、20端口、22端口和32端口等。2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]61交换机的性能指标-转发技术4、转发技术：目前交换机在传送源和目的端口的数据包时通常采用直通式交换存储转发式（主流交换方式）碎片隔离方式2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]7交换机的性能指标-转发技术直通转发技术：（Cut-through）：交换机一旦解读到数据包目的地址，就开始向目的端口发送数据包。通常，交换机在接收到数据包的前6个字节时，就已经知道目的地址，从而可以决定向哪个端口转发这个数据包。优点：转发速率快、减少延时和提高整体吞吐率。缺点：交换机在没有完全接收并检查数据包的正确性之前就已经开始了数据转发。这样，在通讯质量不高的环境下，交换机会转发所有的完整数据包和错误数据包，这实际上是给整个交换网络带来了许多垃圾通讯包，交换机会被误解为发生了广播风暴。总之，直通转发技术适用与网络链路质量较好、错误数据包较少的网络环境。2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]8交换机的性能指标-转发技术存储转发技术：（Store-and-Forward）：存储转发技术要求交换机在接收到全部数据包后再决定如何转发。这样一来，交换机可以在转发之前检查数据包完整性和正确性。优点：没有残缺数据包转发，减少了潜在的不必要数据转发。缺点：转发速率比直接转发技术慢。所以，存储转发技术比较适应与普通链路质量的网络环境。2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]9交换机的性能指标-转发技术碎片隔离式（FragmentFree）这是介于直通式和存储转发式之间的一种解决方案。它在转发前先检查数据包的长度是否够64个字节（512bit），如果小于64字节，说明是假包（或称残帧），则丢弃该包；如果大于64字节，则发送该包。该方式的数据处理速度比存储转发方式快，但比直通式慢，但由于能够避免残帧的转发，所以被广泛应用于低档交换机中。2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]101交换机的性能指标-交换机时延5、交换机时延（Latency）：是指从交换机接收到数据包到开始向目的端口复制数据包之间的时间间隔。有许多因素会影响延时大小，比如转发技术等等。采用直通转发技术的交换机有固定的延时。因为直通式交换机不管数据包的整体大小，而只根据目的地址来决定转发方向。所以它的延时取决于交换机解读数据包前6个字节中目的地址的解读速率。采用存储转发技术的交换机由于必须要接收完整的数据包才开始转发，所以它的延时与数据包大小有关。数据包大，则延时大；数据包小，则延时小。2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]111交换机的性能指标-MAC地址表6、MAC地址表：MAC地址表存放于交换机的缓存中，并记住这些地址，这样一来当需要向目的地址发送数据时，交换机就可在MAC地址表中查找这个MAC地址的节点位置，然后直接向这个位置的节点发送。（自学习）MAC地址数量：指交换机的MAC地址表中可以最多存储的MAC地址数量，存储的MAC地址数量越多，那么数据转发的速度和效率也就越高。Buffer（缓存）容量的大小就决定了相应交换机所能记忆的MAC地址数。通常交换机只要能够记忆1024个MAC地址基本上就可以了。缓存大小：2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]121交换机的性能指标-管理功能7、管理功能：交换机的管理功能是指交换机如何控制用户访问交换机，以及用户对交换机的可视程度如何。通常，交换机厂商都提供管理软件或满足第三方管理软件远程管理交换机。一般的交换机满足SNMPMIBI/MIBII统计管理功能。而复杂一些的交换机会增加通过内置RMON组（mini-RMON）来支持RMON主动监视功能。有的交换机还允许外接RMON探监视可选端口的网络状况。2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]131交换机的性能指标-地址学习能力8、地址学习能力：指交换机在不用丢包或丢弃数据帧的情况下，可以学习新的MAC地址的速度，该指标用于网络重启后地址表的建立速度。2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]14华为3COMLS-3526E2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]15华为3COMLS-3526E指标产品类型:三层交换机,快速智能三层交换机接口类型:RJ45,1个Console端口(RS232)接口数目:24口模块化插槽数:2个后扩展模块插槽：支持5种类型GE扩展模块、1种堆叠模块、2种百兆光口模块传输速率:10M/100Mbps,1000Mbps传输方式:存储转发2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]16华为3COMLS-3526E详细指标1网络与软件VLAN支持支持VLAN,支持256个802.1Q标准的VLAN，支持4KVLAN透传,支持GVRP,支持VLANtrunk端口聚合数支持端口聚合,支持6组，每组最大8个100M端口聚合、2个千兆端口聚合支持网络标准IEEE802.3,IEEE802.3u,IEEE802.3z网管功能支持Telnet远程配置,支持通过Console口配置,支持WEB网管,支持SNMP管理,支持RMON管理,支持集群管理2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]17华为3COMLS-3526E详细指标2性能指标CPU:PowerPC8240（200MHz）交换容量:12.8Gbps包转发率(Mpps)≥6.55Mpps(所有端口实现线速路由和转发)传输速率10M/100Mbps,1000Mbps传输方式存储转发是否支持全双工支持全双工MAC地址表8K其他性能支持流量控制(FlowControl),支持端口镜像(PortMirror),支持IGMP侦听(Snooping),支持服务质量(QoS),支持流量分级(CoS),生成树协议支持,广播风暴控制,每端口带宽控制支持2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]18华为3COMLS-3526E详细指标3物理和环境参数LED指示器不详外形尺寸(mm)436×245×42mm重量(Kg)3Kg电源电压(V)100V~240VAC；50/60Hz，波动范围±10％，或-36V~-75VDC最大功率(W)35W工作温度及湿度(℃)0~45℃;10%~90%,不结露存储温度及湿度(℃)-40~70℃;10%~90%,不结露认证标准不详2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]19CISCOWS-C45062020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]20CISCOWS-C4506设备类型：智能自适应交换机交换方式：存储-转发背板带宽（Gbps）：100端口数：250模块化插槽数：62020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]21CISCOWS-C4506指标1基本规格设备类型智能自适应交换机交换方式存储-转发背板带宽（Gbps）100包转发率75MppsVLAN支持支持2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]22CISCOWS-C4506指标2网络网络标准IEEE802.3、10BASE-T,IEEE802.3u、100BASE-TX,IEEE802.3、10BASE-FX,IEEE802.3z、IEEE802.3x、IEEE802.3ab,10BASE-X（GBIC）传输速率(Mbps)10/100/1000/10000端口端口类型10/100/1000Base-T,1000Base-FX端口数250模块化插槽数6其它是否支持全双工全双工网管功能SNMP管理信息库(MIB)II，SNMPMIB扩展，桥接MIB(RFC1493)堆叠可堆叠2020/1/8西安电子科技大学ISN国家重点实验室朱畅华[e-mail]23CISCOWS-C4506指标3电气规格额定电压（V）220额定功率（W）2800外观参数重量(Kg)18.37长度(mm)440宽度(mm)317高度(mm)440环境参数工作温度（℃）0-40工作湿度10%-96%工作高度（米）4000存储温度（℃）-40-75存储湿度10%-96%存储高度（米）45002020/1