以太无损网络测试方法学_27页_1010kb

中国移动通信有限公司研究院：以太无损网络测试方法学

核心内容概述

本方法学由中国移动通信有限公司研究院联合多家单位共同编写，旨在为以太无损网络的测试提供一套系统化的指导方案。以太无损网络通过引入PFC、ECN和DC-QCN等流控技术，实现高带宽、低时延和无丢包的网络传输，从而满足高性能计算、人工智能、分布式存储等场景对网络性能的高要求。文档详细描述了测试拓扑、测试参数、测试指标及测试方法，并强调了测试的准确性、可重复性及对实际业务的仿真能力。

主要观点

• 以太无损网络的重要性：随着高性能应用的发展，以太网已逐渐成为高性能网络的主流选择，其性能直接影响系统整体表现。
• 测试目标：测试网络的转发性能、时延、抖动、丢包率、乱序包比例、均衡性、收敛速率及可靠性。
• 测试方法多样性：包括基本以太性能测试、RoCE转发性能测试、混合流量测试和可靠性测试，以全面评估网络表现。
• 测试环境优化：测试拓扑需根据实际场景设计，一般不建议超过两层架构；测试仪表需支持端口捆绑及业务仿真。
• 测试仪表的重要性：基于专用测试仪表设计测试方法，可提升测试精度和效率，降低测试成本。

关键信息

1. 测试拓扑

• 直连拓扑：用于基准测试，适用于小规模单层网络。
• 性能拓扑：支持M:N、N:1、1:1等场景，建议使用两级架构，收敛比可为1:1、2:3、1:2等。

2. 测试参数

3. 测试指标

无状态性能指标

• 静态时延：无拥塞情况下的单向时延
• 动态时延及抖动：拥塞情况下的单向时延和时延变化
• 网络吞吐量（Throughput）：最大转发速率
• 丢包率：恒定负载下的丢包比例
• 乱序包数量/速率/比例：拥塞情况下的乱序数据包统计

有状态性能指标

• 业务吞吐量（Goodput）：动态平衡下的业务流量速率
• 业务速率（APS/JPS）：单位时间内的Action/Job处理数量
• 动态时延及抖动：拥塞情况下的业务单向时延和时延变化
• Action/JOB完成时间：从请求到完成的时间
• Action/JOB失败率：传输失败比例
• 乱序包数量/速率/比例：同无状态测试

其他评价指标

• 均衡性：各节点间动态吞吐量同步程度
• 收敛速率：故障后恢复平稳的速率
• 收敛性能比：恢复后的性能与原始性能的比值
• 平稳性：带宽波动程度，可结合CNP速率统计

测试方法

1. 基本以太性能测试

• 转发吞吐量测试：使用RFC 2544测试，测试帧长、吞吐率及均衡性。
• 转发时延测试：测试静态时延及抖动，使用RFC 2544测试。
• 缓存容量测试：通过构造1-to-1或N-to-1流量模型测试设备缓存能力。
• RDMA读写微突发测试：测试设备在突发流量下的处理能力，包括微突发报文总量、吞吐量及时延。

2. RoCE转发性能测试

• 无状态测试：测试不同流控配置（如不使能PFC/ECN、仅使能ECN、同时使能PFC和ECN）下的吞吐量、时延、抖动、丢包率、乱序包比例。
• 有状态测试：使用RDMA Action和Job模型测试业务吞吐量、时延、抖动、失败率及重传数量。
• 应用场景测试：模拟高性能存储（如NVMe over Fabric）和高性能计算（如Spark、TensorFlow）场景，测试设备在不同业务模型下的表现。

3. 混合流量性能测试

• 无损+有损混合流量：测试不同比例（如5:5）下的吞吐量、时延、抖动、丢包率、乱序包比例及均衡性。
• 有状态+有损混合流量：测试在PFC和ECN配置下的混合流量表现，关注Goodput、业务速率、完成时间及失败率。

4. 可靠性测试

• 链路故障收敛测试：测试链路断开/恢复后的收敛速率、吞吐量、均衡性、平稳性。
• 节点故障收敛测试：测试设备下电/上电后的收敛性能。
• PFC死锁与风暴测试：验证PFC死锁预防机制和风暴监测功能的有效性。

适用范围

本方法学适用于基于PFC、ECN和DC-QCN等流控技术的以太无损网络测试，可指导对RoCEv2、TCP、UDP等流量的测试，适用于分布式存储、高性能计算等场景。测试工具支持使用商用仪表进行业务仿真，提升测试效率和准确性。

联合编写单位及作者

• 中国移动通信有限公司研究院：唐本亭、杨海俊、李苏扬
• 中国信息通信研究院：郭亮、李洁、王少鹏
• 是德科技有限公司：王朝晖
• 思博伦通信有限公司：闫铁涛
• 华为技术有限公司：孙黎阳

感谢单位

• 英伟达迈络思科技有限公司
• 新华三技术有限公司
• 锐捷网络股份有限公司
• 中兴通讯股份有限公司