Тестове на 10Gig Ethernet комутатори

Само Force10 осигурява 10 Gbps пропускателна способност, но всички предлагат впечатляващи функции Лабораторните тестове доказаха, че повечето 10G Ethernet комутатори от първо поколение не осигуряват точно 10 гигабита в секунда пропускателна способност. Но пък новите опорни комутатори предлагат по-широк канал от предишните модели, които използваха обединяване на връзките, а освен това имат подобрено управление на QoS. В Network World е направен първият тест на новите 10G Ethernet комутатори, като устройствата на 5 големи производители са подложени на редица експерименти - от 1 до 10 Gigabit Ethernet. Предизвикателството са приели Avaya, Force10 Networks, Foundry Networks, HP и Nortel. Екипът не е успял да се справи с устройствата на Nortel, а тези на останалите играчи са дали следните резултати: • E1200 на Force10 осигурява пропускателна способност 10G bit/sec при всякакъв размер на пакета. • Foundry FastIron 400 и HP ProCurve Routing Switch 9300m (който HP купува от Foundry) са постигнали най-кратки времена за възстановяване на връзката. • Avaya Cajun P882 MultiService Switch е поддържал минимален джитер и не е отхвърлил нито един пакет с висок приоритет при QoS тестовете. Каквото и да говорим обаче, нито едно от тези устройства от първо поколение не е перфектният комутатор. Force10 E1200 е победител при тестовете за пропускателни възможности, но данните му за закъснението и джитера са далеч от желаните стойности. Останалите пък не са успели да постигнат наистина 10 Gigabit, освен ако не се надстроят. Въпреки че резултатите за 10 Gigabit производителност са малко разочароващи, важно е тези данни да се съобразят с реалната ситуация. Малко са потребителите, които планират “чисти” 10G Ethernet мрежи, така че тези устройства поддържат разнообразни интерфейси и други възможности, полезни за корпоративните гръбначни мрежи, като например компоненти с отлична резервираност и няколко метода за управление на устройствата. Важно е да се отбележи, че тези комутатори са изпълнили перфектно задачи, несвързани директно с 10G Ethernet, като възстановяване на връзки (failover) и QoS. Към тестовете Производителността на комутаторите е проверена с 4 различни схеми: само 10 Gigabit; Gigabit Ethernet през 10G Ethernet гръбнак; времена за възстановяване; QoS възможности. Основната цел на “чистия” 10G Ethernet тест е да се опишат базовите характеристики като препращане на пакети (forwarding) и закъснение (delay) на новата технология. Дали наистина достигаме 10 gigabits? И какъв джитер и закъснение генерират новите интерфейси при тази скорост? Опитна постановка включва един комутатор, оборудван с 10G Ethernet интерфейси и генератор/анализатор на трафик SmartBits на Spirent Communications. Всички производители са доставили четири 10G Ethernet интерфейса за тестовете с изключение на Avaya, която е предложила устройство с 2. SmartBits е конфигуриран така, че да пуска трафик от над 2000 виртуални хоста (повече от 1000 хоста за Avaya), представляващи най-големият брой механизми, свързани към типичен 10 Gigabit комутатор. Използвани са рамки с 3 размера: 64-байтови пакети, които са най-късите, приложими за Ethernet технологията и по този начин предлагат най-стресовата ситуация; 256-байтови пакети, които се доближават до средната дължина от около 300 байта, наблюдавана при различни И’нет връзки; и 1518-байтови, максимално допустими за Ethernet и като размер, подходящи за трансфер на големи информационни масиви. Само един комутатор - Force10 E1200 - на практика осигури истинска пропускателна способност от 10 Gbps (вж. Фиг. 1). E1200 е препращал трафика с линийна скорост и при 3-те вида пакети. Устройството не е отхвърлило нито един пакет. Механизмите на Avaya, Foundry и HP са обслужили трафика при около 80% от скоростта. Представители на Avaya и Foundry са заявили, че комутиращите матрици, които осигуряват максимум 8 Gbit/sec, ограничават техните устройства и с това се обяснява постигната от тях скорост. В най-добрия случай Foundry е прехвърлял трафик при 86% от линийната скорост, когато е обработвал 64-байтови пакети, което според Foundry се дължи на факта, че комутиращата матрица на практика има капацитет малко над 8G bit/sec. При 256- и 1518-байтовите пакети устройството е постигнало около 5,5G и 5G bit/sec. В същото време комутаторът на HP е постигнал почти 8 Gbps на интерфейс и при 3-те вида пакети, въпреки че и двете устройства са произведени от Foundry. Това се дължи може би на факта, че Foundry и HP са предложили различни софтуерни пакети за тестовете. Закъснението За някои потребители закъснението и джитерът (промените на времезакъснението) са по-важни характеристики от скоростта на комутатора, особено когато се отнася за приложения в реално време. При Gigabit Ethernet комутаторите закъсненията обикновено са от порядъка на десетки милисекунди. Тестващият екип е очаквал десетократно намаляване на този параметър при 10 Gigabit устройствата, но това не се е получило на практика при експеримента. Времезакъснението трябва да е близо до нула при скорости от 10 Gigabit в секунда. Хипотетичен перфектен комутатор трябва да не добавя изобщо закъснение. При нива на предаване 10 Gigabit, прехвърлянето на 64B пакет става за 67 наносекунди, а 1230 наносекунди отнема превключването на 1518B рамка. Тези числа са далеч от праговете, при които да засегнат работата на което и да е приложение. В реалния свят закъсненията са доста по-големи (вж. фиг.2). При натоварване от 10%, при което закъснението е резултат от просто препредаване (forwarding) и няма друг ефект като създаване на опашка, експериментаторите са установили средно закъснение от 4,3 микросекунди за Foundry FastIron 400 при 64B пакети до 46 микросекунди за Avaya Cajun P882, при 1518B пакети. Въпреки че никое от закъсненията не се доближава дори до точката, при която единичен комутатор би повлиял върху работата на приложенията, трябва да имаме наум 2 неща. Първо, програмите започват да се затрудняват при закъснения от порядъка на милисекунди, но пък закъснението е кумулативен параметър. Това означава, че мрежа, изградена от много комутатори, може да “страда” от увеличеното времезакъснение. Второ, няма разумна причина 10 Gigabit устройства да задържат пакета 30 до 50 microsec. Force10 E1200 напр. добавя 31,9 microsec, когато обработва 64B рамки; а би трябвало да буферира 46 рамки едновременно. Според представители на Force10 устройството, дадено за тестване, е било оптимизирано да дава малко закъснение при голямо натоварване. Производителят е заявил, че конфигурация с нова версия на софтуера - 4.1.1, ще смъкне времезакъснението с до 50%. Машините на Foundry и HP са се справили най-добре със задачата да поддържат минимално закъснение. Дори в най-лошия случай - HP с 1518B пакети - средното време на закъснение е само 7,6 microsec. Това не е голямо подобрение спрямо Gigabit Ethernet комутаторите, но е значително по-ниско от данните, демонстрирани от останалите устройства при всички видове пакети. За voice-over-IP или видеоприложения джитерът е по-критичен параметър от самото закъснение. Измерванията на джитера са показали, че комутатори с най-малко времезакъснение - Foundry и HP - са показали и пренебрежимо малки вариации на тези закъснения (вж. фиг. 2 ). И при двете компании джитерът е бил по-малък от 100 nanosec, минимумът, който тестовите инструменти успяват да засекат. Ayava Cajun P882 също поддържа ниско ниво на този параметър (стотина наносекунди), което на практика е 4 порядъка под нивото, при което джитерът оказва влияние върху работата на приложенията. Джитерът при Force10 е бил по-висок от този при останалите устройства. Закъснението на комутатора варира с 25%, което наистина е доста голямо изменение. Това няма да окаже пагубно въздействие върху работата на програмите, но трябва да се има предвид и комулативният ефект при голяма мрежа, изградена само с устройства на Force10. Изграждане на гръбнак Основните тестове на 10 Gigabit дават добра представа за това как работи технологията в самите комутатори. Това обаче не е достатъчно, тъй като не са много клиентите, които ще проектират скоро изцяло 10G Ethernet мрежи. Затова експериментът е включвал и една от най-вероятните схеми на употреба на устройствата: обединяваща технология за няколко Gigabit Ethernet връзки. За тестване на агрегираните канали е създадена опитна постановка, включваща две шасита, свързани с 10G Ethernet връзка. Всяко шаси е оборудвано и с един 10G Ethernet интерфейс, и е пуснат трафик през 10 Gigabit гръбнак. 510 виртуални хоста са генерирали трафик към всеки от Gigabit Ethernet интерфейсите, а 10 200 хоста са обменяли трафик - точно както се получава в опорната част на много от големите корпоративни мрежи. Тестът е подобен на този, използван от екипа при по-раншна оценка на обединяването на връзките. Основната цел на сегашния експеримент е да се установи дали 10G Ethernet гръбнак дава по-добри резултати от преди, когато са констатирани големи загуби на пакети и сериозна латентност. Отново е включен генератор/анализаторът на Spirent SmartBits, който пуска 64-, 256- и 1518B пакети, за да се определи пропускателна способност, времезакъснение и джитер. В случая е използвана частично смесена архитектура, т.е. 10 интерфейса от едно шаси обменят трафик с 10 други интерфейса през 10 Gigabit гръбнак. E1200 на Force10 отново води колоната, осигурявайки линейна скорост и при трите вида пакети (вж фиг. 3 ). Обединената пропускателна способност е достигнала 30 млн. рамки в секунда между две шасита с нулева загуба на пакети. Резултатите на Foundry и HP се доближават до границата от 8G bit/sec, определена от комутиращите им матрици. В случая показанията на Foundry с 256- и 1518B пакети са доста по-добри от основните тестове с 4-портовите 10G Ethernet конфигурации. Добрата новина за всички производители е, че данните при 10 Gigabit гръбнак са доста по-добри от тези, получени при предишните тестове с обединяване на връзките. В най-лошия случай пропускателната способност е спаднала с 10% от линейната при агрегирането на каналите. Тук дори при най-лошите резултати числата са 5 пъти по-ниски. Изводът е, че е по-добре да ползвате една физическа линия вместо една виртуална. По-кратко очакване Използването на 10G Ethernet гръбнак вместо групирани канали предлага и предимства от гледна точка на закъснения и джитер. При предишните тестове е установено, че времезакъснението скача с 1200%, когато се използва обединяване на връзките. При сегашния тест се наблюдава съвсем леко увеличаване на времезакъснението и джитера спрямо “чистата” 10 Gigabit инсталация. Комутаторите на Foundry и HP са се справили най-добре, поддържайки закъснението и джитера на ниски нива при всички видове пакети (вж фиг. 4 ). Foundry FastIron добавя в най-лошия случай закъснение от 32,3 microsec (при 1518B рамки). При “чистите” 10 Gb тестове FastIron е генерирал макс. закъснение от 7,6 microsec, но не трябва да се забравя, че в случая пакетите преминават през 2 шасита и две двойки интерфейси, докато в първия тест се ползва едно шаси и една двойка интерфейси. Закъснението и джитерът са по-високи при този тест с устройствата на Avaya и Force10, особено при комутатор на Force10. В най-лошия случай E1200 добавя закъснение от 90,9 микросекунди при преноса на 1518B пакет, докато резултатът на Avaya Cajun за същия пакет е около 16,4 microsec. Сами по себе си тези числа не будят тревога, те са същите като при някои Gigabit Ethernet комутатори. Бързо възстановяване на пропаднала връзка За много потребители устойчивостта и надеждността на комуникациите са много по-важни от пропускателната способност, времезакъснението или джитера. Затова екипът е проверил и способността на комутаторите да възстановяват прекъсната връзка чрез измерване на времето, необходимо за прехвърляне на трафика към вторичен канал. При теста са свързани две шасита с две 10G Ethernet връзки, а представители на производителите са конфигурирали протокола Open Shortest Path First, така че едната връзка се определя като първична, а другата като вторична. След това е изпратен трафик към Gigabit Ethernet интерфейса на едното шаси и е проверено дали се пренася по първичния канал към другото шаси. След това физически се прекъсва първичната връзка между шаситата, което принуждава комутаторите да прерутират трафика към вторичната линия. Промяната изисква определен период, като по време на прекъсването неминуемо се губят няколко пакета. Времето за възстановяване се отчита по броя загубени пакети. Force10 осигурява достатъчно 10G Ethernet интерфейси, за да се повтори тестът с две двойки опорни връзки, комуникиращи чрез 802.3ad обединяване на каналите (link aggregation). Устройството на Avaya не е взело участие в теста, тъй като не е имало 4 10G Ethernet линийни карти, необходими за теста за надеждност. При предишните тестове времето за възстановяване на връзката се увеличава 10 пъти, ако се ползва протоколът за обединяване на каналите. При сегашния тест периодът на прекъсване е спаднал от 474 на 384 милисекунди при продукта на Force10, съответно с включена и без групиране на връзките. Устройствата на Foundry и HP са се справили със задачата дори по-бързо, като времената за възстановяване на линията са съответно 237 и 313 милисекунди. QoS политики Когато става дума за прилагане на QoS правила за различни типове трафик при скорост от 10 Gigabit в секунда, нито един производител не е предложил това, което тестващият екип е поискал. Тук отново резултатите са по-добри, отколкото при предишните тестове с обединяване на каналите. При експеримента са използвани 3 различни вида трафик, като комутаторите е трябвало да изпълнят 4 задачи. Първо, устройствата е трябвало да маркират трафика чрез кода за Differentiated Services. Премаркирането на пакети е подходящо за повишаване на сигурността. Без тази операция потребителите биха надписали целия си тарфик като високоприоритетен. Второ, очаквало се комутаторите да доставят високоприоритетния трафик без загуби, дори при претоварване. Трето, компаниите са конфигурирали устройствата си така, че нископриоритетният трафик да не заема повече от 2G bit/sec от наличната честотна лента. Тази възможност за контрол е критична за управление на нископриоритетни потоци като поточни медии. И накрая, очаквало се комутаторите да назначат останалия честотен ресурс за трафика със среден приоритет. Кой комутатор се е справил най-добре със задачите? Зависи кое от тези 4 правила е най-важно. Ако целта е да не се отхвърли нито един високоприоритетен пакет, Avaya Cajun е над всички. Резултатите на Foundry и HP са смесени. Устройствата и на двете компании са работили добре при обработката на високо- и средноприоритетен трафик, но са били твърде “строги” при контролиране нивото на пакетите с нисък приоритет. Трябва да се отбележи, че поддържането на QoS в 10 Gigabit гръбнак работи доста по-добре, отколкото при групиране на връзки от няколко Gigabit Ethernet порта. В последния случай устройствата са отхвърляли голямо количество пакети с висок приоритет и са обърквали съотношенията между различните класове. В заключение каквито и проблеми да имат устройствата от първото поколение 10 Gigabit комутатори, те предлагат едно много важно предимство - надхвърлят гигабитовата бариера, като се справят със задачата много по-добре от алтернативния вариант - групиране на Gb Ethernet канали. Проверка за надеждността на QoS Един от начините производителите да постигнат добър резултат при QoS тестовете е да “заковат” точно определен канал, който да се ползва изключително и само от високоприоритетния трафик. Това означава да се повтори TDM метода от старите мрежи за данни, където каналът се резервира и не е достъпен дори ако няма високоприоритетен трафик. За да провери дали и тук се случва същото, екипът е пуснал втори тест, този път само с високо- и средноприоритетен трафик. Конфигурациите не са променяни, като при втория тест пакетите със среден приоритет е трябвало да заемат всяка свободна лента, която преди това е била използвана от трафика с най-висок приоритет. По принцип точно това се е получило (вж. графиката 2-Class QoS). Въпреки че комутаторите не са предложили очакваните нива на пропускане за двата вида трафик, всички са използвали част от лентата, запазена преди това за високоприоритетните пакети. Освен това устройствата са се справили по-добре, отколкото при теста с обединяване на каналите. Схема 1 10G Ethernet пропускателна способност Само E1200 на Force 10 е постигнал ниво от 10 Gbps. Останалите са постигнали по-ниска скорост заради комутиращата матрица. Пропускателна способност на порт (рамки/сек., в млн.) 64B пакети 256B пакети 1518B пакети Теоретичен максимум Avaya (с 2 порта) Force10 Foundry (2 порта) Foundry HP Схема 2 10G Ethernet времезакъснение и джитер E1200 на Force10 има най-голяма пропускателна способност, но данните му са закъснението и джитера са доста по-лоши. Avaya Cajun P882 е постигнал най-добри резултати на този тест. Време, микросек. Закъснение при 64B пакети Джитер при 64B пакети Закъснение при 256B пакети Джитер при 256B пакети Закъснение при 1518B пакети Джитер при 1518B пакети Схема 3 Gb Ethernet работа през 10G Ethernet опорна мрежа Тестове, при които 20 Gb Ethernet интерфейса обменят трафик в частично смесена (mesh) схема. Обединена пропускателна способност през 20 порта (млн. пакета в секунда) 64B пакети 256B пакети 1518B пакети Теоретичен максимум Avaya Force10 Foundry HP Схема 4 Средно времезакъснение и джитер при Gb Ethernet Време, микросекунди Закъснение при 64B пакети Джитер при 64B пакети Закъснение при 256B пакети Джитер при 256B пакети Закъснение при 1518B пакети Джитер при 1518B пакети Схема 5 Поддръжка на QoS при 2 типа трафик Този тест показва дали фиксираните за трафик с висок приоритет канали се освобождават при пускане на 2 типа пакети. Устройствата добре се справят със заемането на свободните честотни ресурси. Трафик със среден приоритет Трафик с висок приоритет Перфектен комутатор Avaya Force 10 Foundry HP

Последни новини

• Двуобхватен маршрутизатор от новата серия amplifi обяви D-Link
• D-Link вдига HD оборотите с нов двулентов високопроизводителен рутер DIR-857
• Мултимедийните системи Aastra 400 обслужват комуникациите на СМБ
• Aastra обявява виртуализирана мултимедийна централа
• Vivacom обяви нови двойни пакети, подсилващи фиксираната телефония.

Активни теми във форума

• » Супер Боб
• » въпрос:Как да изградя мрежа
• » Закони за успех във високите доходи.
• » Сайт за гледане на онлайн телевизия
• » Ето едно саийче, за пари!