白皮书:验证 10G 网络性能

 

目录

  • 简介
  • 测试 10G 连接的挑战
  • 10G 网络性能测试和路径可视性
  • 使用什么设置
  • 测量数据中心内的 10G 链路
  • 总结
 

简介

这些只是 10Gb 链路为现代数据中心带来的诸多优势中的几点。使用高速连接,网络工程师可以创建支持关键流量的管线,例如业务应用、语音和视频服务、服务器备份和统一通信。在日益增加的负载下,这些 10G 链路是实现优异用户体验的基础支撑。这看起来是合理的,鉴于 10G 连接可以支持大量的数据。但是,因为这些链路承载的是业务生成的最关键和要求最高的流量,所以大部分环境中安装后几乎不对其进行验证是一件让人震惊的事。工程师只是安装好交换机,连接基础设施线缆,等待链路灯亮起,然后就假定网络和应用的整体性能会自动改善。

10G 链路的这种“即插即用”安装方法不能为数据中心保证高性能。实际上,它会给你留下问题,特别是出现问题或性能不改善时。这些问题包括:

  • 链路灯真的能保证 10Gbps 吗?
  • 交换光纤能处理端到端的 10Gbps 吗?
  • 如果不能,为什么?问题出在哪里?
  • QoS 或 VLAN 流量会影响吞吐量水平吗?
  • 我们能从这些昂贵的链路中得到预期的性能吗?
 

测试 10G 连接的挑战

在网络工程师需要验证和测试 10G 基础设施的环境中,他们大部分都发现根本没有完成此任务所需的合适工具。一个原因是,为了方便部署,他们可以使用的带宽测量工具通常是软件式的,而且安装在笔记本上。这些测试的运行方式是在网络路径两端各连接一台笔记本,然后在它们中间生成流量。但是在测试 10G 网络路径时,软件式测试工具有两个主要问题:

  1. 笔记本通常无法连接到 10G 链路
  2. 即使可以,IP 堆栈和 NIC 的内部驱动程序也无法支持真正的线路速率生成或采集。

这些问题使软件工具的 10G 验证变得不可靠。吞吐量测试失败时,我们就难以知道到底是高速链路真的有问题,还是低速结果是工具无法实现并维护线路速率造成的。

有些 IT 组织认识到了这个问题并已经选择购买了可以在网络验证中实现 10G 线路速率测试的硬件式工具。这些工具有专用 10G 网卡,专门处理 10G 负载。它们可以完美地验证网络性能,能够使用各种流量设置准确地测量带宽和损耗。但是,出现不佳的测试结果时,这些工具大部分(通常是为电信/服务提供商现场技师设计的)无法提供执行根本原因分析所需的网络数据,这限制了它们在初步链路验证后的用途。工程师可能会在性能测试时遇到故障,但只能使用工具在网络上查找根本原因。

 

10G 网络性能测试和路径可视性

为了有效地验证 10G 路径,以及整体网络性能,我们需要比吞吐量更多的数据。如上所述,硬件工具能够以持续的线路速率验证连接是否支持 10Gbps。对新连接进行了初步验证测试后,这些工具对出现的故障结果或未来的网络性能问题几乎没有什么帮助,使它们永远留在了仓库的储藏架上,得不到解决。为了避免这种情况,性能测量工具还需要检测问题的能力,例如线缆故障、交换机接口问题、配置错误、缓冲减少,或导致性能变差的交换机 CPU 利用率高。

NETSCOUT OptiView® XG 网络分析平板上的网络性能测试 (NPT) 可使网络工程师以高达 10G 的速率测量网络连接性能,同时目测隔离影响测试结果的问题。有多个选项可以设置测试流量,包括添加 VLAN 标记和 QoS 指标,从而对 10G 链路和底层的交换光纤进行压力测试。NPT 功能可在数据中心的两个 OptiView XG 装置之间作为全速 10G 测试运行,从而对交换光纤(包括物理和虚拟)进行压力测试。多终端模式可对企业中分布的最高八个远程终端进行测试,测量将用户连接到运行业务所需应用的关键链路。

如果 NPT 测试的某一部分失败,则可使用 XG 上的路径分析功能将网络路径上问题的根本原因隔离出来。无论是丢包的网卡、使用过度的链路、CPU 使用率高的交换机,还是出现故障的线,一切都可以目测隔离并解决。

当您的付出没有得到应有的回报时
关键站点遇到性能问题后,一美国大城市的网络架构师决定将他们的都会区链路从 1 Gig 升级到 10 Gig 以太网。链路未提供预期的性能改善,但服务提供商表示自己是无辜的。城市网络工程师使用 OptiView XG 验证 10G 链路后发现,链路上游提供 7 Gig 而下游提供 1 Gig,而且配置问题不在城市网络上。面对证据,服务提供商重新检查了配置并纠正了问题。

 

使用什么设置

许多网络工程师在执行 SLA 类型测试时难以决定要使用的设置。每个网络都有不同的特性,例如延迟、负载、丢包等。更不用说这些变量会在一天中的特定时间或在不同的业务周期中发生变化。

作为 NPT 测试流程的一部分,在实际性能测试之前先运行配置测试。配置测试将验证服务配置和预期一样,而源 OptiView XG 分析仪及其对等点及反射器之间有流量。

使用“反射器”在 1G 下进行往返测试,使用“对等点”在 1G/10G 下进行双向测试

如果所有配置测试都未通过,您可检查哪些参数导致未通过,实际记录的值是多少,然后您可相应地做出调整。

如果所有配置测试通过,则运行性能测试。性能测试将您在“性能测试套件配置”屏幕上选择的一段时间的网络性能量化。

 

测量数据中心内的 10G 链路

我们举例来说明如何验证数据中心中的 10G 链路。首先,所测网络两端必须各连接一台 OptiView XG。这是为了保证两端的测试点都能以 10Gbps 的速率发送和接收,以及保证硬件能够处理测试的时间和流量特征。

使用 NPT 配置设置,可以配置在一分钟到 24 小时之间的任意范围内运行测试的流量水平。可以对流量配置设置进行调整以测量关键应用和服务的网络性能。开始网络性能测试后,XG 将自动生成包含测试结果的报告,并可存档整理。


NPT 功能还支持多终端模式,可同时进行八个性能测试。可在网络中分散的位置连接 LinkRunner AT 或 OneTouch AT 形式的远程终端以在一次测试中验证多个关键网络路径。这样可测量关键通路的吞吐量、抖动、丢包和整体性能。测试发现问题后,可以快速运行 OptiView 直观的路径分析功能,以检测影响性能的根本网络问题。

总结

业务关键应用和服务生成的流量水平每天都在增长。为了为这些流量提供更高的性能水平,数据中心和网络基础设施的核心连接中安装了高速网络链路。链路灯不是 10G 链路的阳性测试,因此不应作为验证测试。使用 OptiView XG 可测试这些关键连接的带宽、抖动、丢包等,同时使用多种流量配置正确地对整个 10G 路径进行压力测试。测试可在一个 10G 链路上运行,也可使用多终端模式在多个路径上运行。如果测试未通过,OptiView XG 能够使用“目测路径分析”提供查找根本原因所需的数据,这在诊断网络基础设施关键组件时可以避免猜测并节省时间。

 
 
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