智能化的路由器性能測試方案

路由器作為IP網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備之一，通常也是網(wǎng)絡(luò)性能表現(xiàn)的瓶頸所在，尤其在光纖入戶普及率達到相當程度的今天，路由器的轉(zhuǎn)發(fā)性能已經(jīng)可以決定終端用戶實際的網(wǎng)絡(luò)可用帶寬和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。因此，路由器的性能測試也越來越得到重視。

一、性能指標

由于互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的國際標準化組織并未針對網(wǎng)關(guān)類設(shè)備制定通用的測試標準，目前針對路由器的轉(zhuǎn)發(fā)性能測試主要還是依據(jù)RFC2544測試基準進行相應性能的測試。RFC2544中定義了六項關(guān)鍵性能指標，分別是吞吐量、時延、丟包率、背靠背幀數(shù)、系統(tǒng)恢復時間和系統(tǒng)復位。

在實際的測試應用中，RFC2544的前四項指標對于評估路由器的轉(zhuǎn)發(fā)性能更具指導意義，而后兩項指標對于當前市面上流行的絕大多數(shù)路由器而言都能達到很高的標準，因此后兩項一般會不進行針對性測試。

二、路由器的測試重點——跨網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)性能測試

路由器通常至少有一個WAN口和多個LAN口，LAN口之間（除非特別設(shè)置）的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是二層轉(zhuǎn)發(fā)，因此一般情況下都能實現(xiàn)線速轉(zhuǎn)發(fā)。而真正決定路由器互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)性能的是WAN口和LAN口之間的跨網(wǎng)段數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

有別于二層轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備（比如交換機），路由器的WAN口和LAN口之間上下行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是非對稱的，具體來說，需要先有上行報文提供必要的尋址信息才能建立下行通路。因此路由器的WAN口和LAN口的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)測試較二層設(shè)備要更為復雜。

三、傳統(tǒng)測試的一般步驟

在使用網(wǎng)絡(luò)測試儀進行路由器轉(zhuǎn)發(fā)性能測試時，一般的測試步驟如下：

1. 登錄路由器管理頁面將WAN口設(shè)置為靜態(tài)IP并記錄所設(shè)置的IP地址和WAN口的MAC地址。

2. 記錄LAN口的IP地址（就是通常所說的網(wǎng)關(guān)IP）和MAC地址。

3. 根據(jù)上述信息在測試儀上建立相應的上下行測試流量。

測試拓撲

以上圖拓撲結(jié)構(gòu)為例，測試儀端口P1與路由器LAN1相連，測試儀端口P2與路由器WAN口相連。P1模擬局域網(wǎng)內(nèi)的終端設(shè)備，創(chuàng)建上行流量，P2模擬上級網(wǎng)絡(luò)服務器端設(shè)備，創(chuàng)建下行流量。流量配置如下表所示。

1. 先啟動S1，建立上行數(shù)據(jù)通路的同時讓路由器獲知端口號與IP的對應關(guān)系。

2. 啟動S2，啟動下行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

四、傳統(tǒng)測試的難點

按照上述一般步驟進行測試時會存在以下難點：

1. 被測路由器的地址信息不易獲取

如果需要手動獲取被測路由器的地址信息必須登錄路由器web管理頁并做相應記錄，部分路由器的WAN口MAC地址甚至無法在管理頁面中查看。雖然這類路由器可以通過抓包的方式間接獲取地址信息，但操作過程更加繁瑣。

1. 需要對鄰居發(fā)現(xiàn)報文進行應答才能保持通路

有些路由器會按照一定頻率發(fā)出鄰居發(fā)現(xiàn)查詢報文（比如ARP request），如果持續(xù)一定時間不做應答，相應的通路會被路由器斷開。遇到這樣的路由器，除了配置前面提到的測試流量之外還需要手動配置相應的ARP reply報文以保持通路的持續(xù)。

1. 端口號可能會被路由器更改

在某些情況下，上行流量源端口號在WAN口會被重新映射成其他端口號，這種情況下，下行流量如果繼續(xù)使用原來配置的目的端口號將導致WAN口接收到報文后無法找到對應的LAN口，從而導致下行流量不通。此時必須設(shè)法獲知被路由器修改后上行流量的源端口號并將下行流量的目的端口號改為相應的值才能形成下行通路。

五、使用智能化測試方案可解決上述難點

羿網(wǎng)通系列測試儀的RFC2544測試套件具備針對網(wǎng)關(guān)類設(shè)備的智能化測試方案，可以有效解決上述難點，極大簡化了網(wǎng)關(guān)類設(shè)備的性能測試操作流程。羿網(wǎng)通的智能化測試方案具備以下功能：

1. 自動獲取被測設(shè)備的IP地址信息

測試儀與LAN口相連的端口可以通過模擬DHCP client自動獲取本端口IP和LAN口的網(wǎng)關(guān)IP。

1. 自動獲取被測設(shè)備的MAC地址信息

完成IP地址設(shè)置后測試儀可自動獲取被測設(shè)備WAN口和LAN口的MAC地址信息。

1. 自動應答被測設(shè)備鄰居發(fā)現(xiàn)查詢報文

啟用自動響應ARP功能后，測試過程中測試儀會自動應答被測路由器發(fā)出的ARP查詢報文，避免通路斷開。

1. 自動獲取下行流量的目的端口號

與WAN口相連的測試儀端口對應的下行流量可以自動獲取下行報文的目的端口號。

    通過使用上述功能，可以非常方便的實現(xiàn)對路由器等網(wǎng)關(guān)類設(shè)備WAN口和LAN口之間跨網(wǎng)段的RFC2544性能測試，極大地簡化測試流程、提高測試效率。

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