自宅ラック勉強会 3.0 2014 LT資料

2014.02.09 お 試 し の 物 語

SmartBits600 を使って、 どこの一般家庭にも転がっているNW機器に

負荷をかけてみます。

何を測る？

せっかくSmartBitsをお借りできたので色々試したいところです。時間があれば。 事前知識として、以下はLTの合間にでも眺めておきましょう。

RFC2544: Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices NW機器間の性能評価とは？という感じで記載されています。（但し informational です。） 26項以降でベンチマーク指標について書かれていて、特にスループットについては

The throughput is the fastest rate at which the count of test frames transmitted by the DUT is

equal to the number of test frames sent to it by the test equipment.

と定義してあります。 「TxとRxのフレーム数に差分がない状態(drop無し)で最も速いレート」ってことです。

あとは Latency や Frame Loss Rate 、overload復旧速度などが書いてあります。 たぶん自宅ラック的には、この速度測定がメインになるんじゃないかなーと思います。

他に負荷装置を使った試験は…例えばMACやroute等のテーブルエントリやTCAMの限界値確認、 障害時の切り替え時間の測定、QoSの制御結果確認、チャネルやECMPのバランシング、 LBやPPPのバーストセッション数、疑似DDoS攻撃耐性の確認、などなど、要は色々です。

スループットについて補足

ところでさっき、スループットに対して「フレーム数」って書いてあったんですが、 境遇にもよると思いますが、僕の場合スループットって言うと「データ量の転送率(帯域?)」 つまり bps の方をイメージしちゃいます。 フレームの場合は、パケット転送率とかフォワーディングレートとか言ってます。 要はこっちが pps で使ってるのですが、…うーん紛らわしい。仕事でもたまに間違われます。

ので、書面で書くときは Throughput[bps] とか Forwarding Rate[pps] みたいに 単位を付けて呼んだりして回避してます。

あとさっきのRFC2544に、テストで使う時の Ethernet Frame長について書いてあります。

64, 128, 256, 512, 1024, 1280, 1518

今日は時間なかったら 64, 512, 1518 でいいんじゃないかな。地味にめんどいし。

SmartBits

標的 Devices Under Test

SmartBits

適当なルータとか

Topology: 1 Looped

ざっくりと負荷装置1台の時の構成パターンのようなものを。（名前は適当） たぶん一番よく見る構成↓ スループットやパケット転送率などの測定のとき使います。

実際の見た目的には こう↓繋ぎます。

とりあえずこれやってみてワイヤレート出るかな？とかですかねえ。 標的を陥とす勢いでぶちかまします。

SmartBits

標的

Topology: 1 cont.

対象機器に対し、片方向（uni-directional）と双方向（bi-directional）で測定します。 通常の運用では上りと下りのトラフィックは同時に流れるため、機器性能としては 双方向時のパフォーマンスを評価基準にすることが多いです。

SmartBits

標的

片方向 双方向

見ての通り双方向時は2倍のトラフィックが対象機器の中を流れています。 実はポートあたりで1Gbpsってカタログに載ってるんだけど、上下で流してみたら どんなに頑張っても500Mbpsずつしか流れないじゃん…とか、多々あります。

SmartBits

標的 Devices Under Test

SmartBits

適当なルータとか

Topology: 2 Straight

さきほどの構成は「入ってきた信号を捌いて吐き出す能力」の評価だったんですが、 こちらは経路注入とかARPエントリ印加とか、内部リソースの評価で使ったりします。

実際はこう↓ですかね。

ガチ勢がBGP張って大量のroute流すと思うよ。 ※ ちなみに「印加」っていうのは 「トラフィックパケットを流す」的な 意味合いで用います。電気回路用語らしい。

SmartBits

標的A Devices Under Test

SmartBits

適当なルータA

Topology: 3 Mutual

VPNの試験など。経路再配送の試験等、複数台が相互で作用している場合の構成です。

Over IPsec の負荷試験とかやるのであれば。L2TPとかもこれですね。

標的B Devices Under Test 適当なルータB

こんなん↓

SmartBits

標的 Devices Under Test

Topology: 4 Snaked

いわゆるスネークです。スイッチの最大性能を検証するときなどに使います。

こう繋ぐんですが、→ 中はVLANで分けたりして ループにならないように しないとダメです。

例えば、48port機器に双方向で1Gbps流せば（ちゃんとoutput出来ていれば）双方向だと 合計48Gbps x2のトラフィックが流れることになります。ワイヤレートで使いたいときに 何portまで同時に使うとロスが発生するのか、といった観点で評価したりします。

Tester 左

標的 Devices Under Test

Topology: 5 2-Tester

2台使って全力でトラフィックを流したりすることもあります。 左ｘ右だったり、両方で掛け合ったり・・・┌(┌^o^)┐

複数portで使いたいけど、Testerの性能的に一台で受攻やると掛けきれない場合など。 今回は Smart Bits が1台しか無いからこれはできないんすよねえ（´・ω・`）

Tester 右

CRS が使えるようだったら Topology: 4 のsnakeを試してみる？

こんな感じでやってみます？（項目は本気出して測るときにでも決めましょう）

評価対象機器 CRS125-24G-1S-IN

評価項目 装置限界性能（L2スループット[bps]）

理論値 24Gbps （UPstream+DOWNstream 48Gbps）

評価目的/内容 24port 全てをワイヤレートで使用してもパケットのdropが発生しないことを確認する

評価方法 負荷装置から1Gbpsで双方向トラフィックを印加し、CRS側はsnakeを組んだ上で 最大性能24Gbpsでのパケットdropカウンタが増加していないことを確認する。 （CLIでカウンタ取れたっけ?? なければTx-Rxフレーム数の差分が0かをチェック）

トラフィック条件 IPv4で64byte及び1518byteのパケットサイズを双方向で使用

VLAN 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

↓VLANでうまく行かなかったら別bridgeだと行けるかも

ここは・・・奇数ってできるんだっけ?? 10.0.0.1/24 10.0.0.2/24

構成概要図

Dropしちゃったら？（多分するだろうけど・・・）

なんかBlock Diagram見るとこうなってます…。8port単位で壁がある？

←その場合こんな感じに灰色の部分を スキップして繋いでみて、dropするか 確認していってみましょうか。

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

※追記 ⇒ snake 評価はもろもろの事情により次回の勉強会に持越しました。

ちなみに、RB750GL で少し測ってみた

■ L3ルーティング実行時パフォーマンス結果

おもちゃなのでさすがに1Gbpsは出ませんでした。 実質30,000pps弱が限界っぽい。 ちなみに双方向だと65,000ppsかけたあたりでCPUが張り付いたのち 片側の通信が不規則に数十秒止まります。 片方向だけだと、頭は打つものの、停止にはなりませんでした。 L2だとワイヤレート出ました。

双方向印加時 片方向印加時

RB

Tester 10.1.1.2/24 10.2.1.2/24

10.1.1.1/24 10.2.1.1/24

eth4 eth5

評価時構成概要図

port1 port2

※ bpsの方だけ縮尺を合わせてあります。

※追記 ⇒ この辺の結果も次回の辺りでupdateします。

今回はお試し回です。また次回に続きますが、内容は変更になる可能性もあります。

Thanks.

@foggge