RENIX_RFC2889_MAC地址容量——网络测试仪实操（上）

Posted 2022-06-07 xinertel

一、地址容量概述

1 RFC2889简介

●历史

CQOS Inc的R. Mandeville, J. Perser提交

在2000年8月成为正式标准

●功能

将RFC2544的基准测试方法拓展到交换设备

专门评测局域网交换设备性能

局域网交换设备: 交换机, 网桥…

●内容

定义了一整套测试方法, 对交换设备/系统进行评测

为不同厂家的设备提供了统一的评测标准和报告格式

2 RFC 2285 vs 2889

●RFC 2285

Benchmarking Terminology for LAN Switching Devices

定义性能评测的内容: MAC地址容量, MAC地址学习速率, 拥塞控制…

●RFC 2889

Benchmarking Methodology for LAN Switching Devices

对RFC2285中的性能评测内容 规定了具体测试方法和详细的结果格式

3 RFC2889测试内容

●测试内容

MAC地址容量

MAC地址学习速率

广播吞吐量

广播延时

拥塞控制

错误帧检测

转发测试

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4 MAC地址容量

●定义

交换机能够学习的最大MAC地址数量

●为什么需要测试

交换设备根据MAC地址转发frame

如果在MAC表中没有找到相应的MAC表项, 就会进行flooding

MAC地址容量越大, 能够正常转发的frame就越多

●主要考察

交换机的缓存(内存)能力

●测试方法

二分法自动查找 最大容量

5 地址学习 原理

●学习原理

交换机收到报文, 记录报文的源MAC

在交换机上建立 源MAC和收到报文端口的对应表(MAC Table)

收到报文, 根据报文目的MAC查找MAC Table, 从特定端口转发

MAC Table里找不到表项, 就会Flooding

●根据网络的分层模型: MAC地址在Layer2唯一标识一台设备, MAC地址通常是固定的, 所以平常没太注意, 关注的都是IP地址

●交换机收到任何报文, 都会检查报文的源MAC是否在 MAC table中, 如果没有就会添加表项, 已经有了的话, 就不添加

Flooding: PC1发送的 报文, 交换机会复制多份, 从所有UP的端口上发送出去(同一VLAN), PC2/PC3都会收到

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6 地址学习 举例

●PC1向PC2发送报文

交换机从端口G1/0/1收到PC1发送的报文, 根据报文的目的MAC(PC2 MAC)查找 MAC地址表

如果找到PC2 MAC对应表项, 则只从G1/0/2转发出去

如果找不到PC2 MAC对应表项, 则从所有UP的端口上(G1/0/2, G/10/3), 将报文Flooding出去

PC3也能收到PC1发送给PC2的报文

●前提: 这个端口都在同一个VLAN里

二、测试说明

1 测试拓扑

●至少三个端口

测试端口

学习端口

镜像端口

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2 测试原理

●原理

利用交换设备对未知单播进行Flooding的特性

●概述

交换设备收到Frame, 根据目的MAC查找MAC table中

如果找到MAC-接口 映射表项, 则只从这个接口发送出去

如果找不到MAC-接口 映射表项, 会从所有UP的接口发送(Flooding)出去

●PC1 向PC2 发送Frame, 交换机收到以后, 会查找MAC地址表

◆如果地址表中, 有PC2对应的表项, 交换机只会从特定的端口发送出去, 例如本例, 只会从G1/0/2把frame发送出去

◆如果地址表中, 没有有PC2对应的表项, 交换机就会进行Flooding, 从所有UP的端口发送出去, 例如本例, 只会从G1/0/2, G1/0/3 把frame发送出去

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3 测试过程: MAC地址学习

●测试仪 学习端口(Port2)发送学习报文

测试仪端口Port2模拟100个主机, 向测试仪端口Port1模拟的一个主机发送Frame

这些Frame的源MAC是变化的, 目的MAC是测试端口模拟的1个主机

DUT的学习端口收到Frame以后, 尽最大能力建立MAC-端口(学习端口)的映射关系

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●对应layer2交换机来说, 不同的主机的概念是 MAC地址不一样

不同的主机发送报文时, 源MAC地址是不一样的

Switch#show mac address-table dynamic

          Mac Address Table

-------------------------------------------

Vlan    Mac Address       Type        Ports

----    -----------       --------    -----

   1    0000.0011.1111    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.1112    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.1113    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.1114    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.1115    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.1116    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.1117    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.1118    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.1119    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.111a    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.111b    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.111c    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.111d    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.111e    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.111f    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.1120    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.1121    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.1122    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.1123    DYNAMIC     Gi1/0/2

……….........................................................................................

  1    0000.0011.1171    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.1172    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.1173    DYNAMIC     Gi1/0/2

   1    0000.0011.1174    DYNAMIC     Gi1/0/2

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4 测试过程: 发送测试报文

●测试仪 测试端口(Port1)发送测试报文

测试仪端口Port1模拟1个主机, 向测试仪端口Port2模拟的100主机发送Frames

这100个Frames的源MAC是Port1模拟的1个主机, 目的MAC是Port2模拟的100个主机

交换机 收到Frame以后, 根据目的MAC查找 MAC-端口的映射关系

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5 测试过程: 镜像端口观测

●测试仪 镜像端口(Port3)未收到流量

本次测试成功

100个MAC地址都正确学习

下轮测试需要加大MAC地址数量

●测试仪 镜像端口(Port3)收到流量

本次测试失败

网络中有报文被Flooding, 100个MAC有部分没有建立 映射表项

下轮测试需要减少MAC地址数量

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6 二分法原理

●参数设置

初始缓存：开始测试时的地址数目

最大缓存：终止测试时的最大缓存

最小缓存：终止测试时的最小缓存

●二分法举例

第1次发送1000个frames

如果测试成功, 第2次发送3000个frames

           3000=1000+(5000-1000)/2

如果测试失败, 第3次发送2000个frames

           2000=1000+(3000-1000)/2

如果测试成功, 第4次发送2500个frames

           2500=1000+(3000-1000)/2

如果测试失败, 第5次发送2250个frames

       2250=2000+(2500-2000)/2

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7 MAC地址容量 测试流程

（1）添加机框

（2）预约端口

（3）选择向导

（4）选择MAC地址容量

（5）配置接口

（6）配置流量

（7）配置测试参数

（8）配置MAC地址容量参数

（9）运行测试

（10）查看结果

（11）导出报告

8 准备工作: 添加机框

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9 准备工作: 预约端口

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10 Switch配置

●以思科C3750交换机为例

将3个与测试仪相连的端口配置在一个VLAN里

!        

interface GigabitEthernet1/0/1

 switchport access vlan 20

 switchport mode access

!

interface GigabitEthernet1/0/2

 switchport access vlan 20

 switchport mode access

!

interface GigabitEthernet1/0/3

 switchport access vlan 20

 switchport mode access