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IXIA 最新技術

IXIA超高性能應用測試模組介紹:

1. Acceleron主要特性介紹

2.1 Acceleron硬體結構特點

Acceleron測試模組將最多12個埠CPU的處理能力和資源組合在一個物理埠中，實現了最高的4-7層性能，這是其他4－7層測試解決方案無可比擬的。12個千兆乙太網（GbE）埠中的任何一個都能單獨使用或通過一個10GbE埠組合使用。每個測試埠都能支援線速2－3層流量生成和分析、高性能路由／橋接協定仿真、真正的4－7層應用用戶仿真和流量生成功能。12個GbE埠可通過銅纜和光纖為自協商的10／100／1000Mbps乙太網建立超高密度的測試環境。由於每個XM12機箱中有12個插槽，因此每個測試系統中最多可達到144GbE且最多有12個10GbE測試埠。圖1是Acceleron XP/NP測試模組示意。

圖1 Acceleron-XP/NP 10GbE測試模組

Acceleron測試模組有XP和NP兩種硬體結構類型。NP採用網路處理器（Network Processor）的設計結構，在服務應用上具有更高的性能指標，Acceleron-NP模組的埠在設計結構上和其他模組一樣，見圖2。每個埠都包括一個功能強大的CPU和動態記憶體（DRAM）並和機框背板相連用於控制測試的執行，埠的可編程閘陣列（FPGA）內容可以在啟動時從機框的CPU下載以實現所需要的應用，另外還包括可編程的物理層介面（PHY）和物理介面通信。

圖2 Ixia 埠設計結構

在這裡重點介紹一下Acceleron 模組的網路處理器設計結構，見圖3，多個網路處理器經過專門的優化用於處理輸入和輸出測試功能，並設計內嵌在FPGA裏面，通常網路處理器用於產生和分析收到的會話報文，每個網路處理器都有專用的存儲空間用於指令（Instruction - I）和本地化資料（Local Data - D），並且有介面和在FPGA DRAM的大容量存儲空間相連接。輸入和輸出網路處理器陣列通過工作分佈器（Work Distributor）回饋；多個發送流由發送時鐘協調；另外還有Checksum和Time Stamp 等組成部分用於時延和資料完整性檢查。上述正在申請進行中的專利設計結構大大優化的資料包的處理效率，提供了處理性能。

圖3 NP網路處理器結構

Acceleron測試模組能夠應對下一代高級網路和安全性平臺的挑戰。每個GbE埠都包含一個運行Linux的強大RISC處理器和一個經測試優化的完整TCP／IP堆疊。Acceleron-NP埠採用了測試測量行業專有的技術──網路處理器。每個Acceleron-NP GbE埠都採用了為4－7層測試優化過的多個網路處理器。Acceleron測試模組的CPU計數器和NP架構形成了一個強大的應用流量生成平臺，該平臺可對數百萬個真實應用流進行仿真，包括語音、視頻和海量資料。

2.2 Acceleron所支援2-7層協定和性能介紹

Acceleron測試模組與Ixia公司的IxLoad等測試軟體結合後，實現了彙聚式多重播放服務和應用交付平臺的可升級解決方案。這些解決方案可以對資料、語音、視頻用戶以及相關協定進行仿真，以進行性能測試。獨特、先進的用戶建模功能可創建逼真場景，以驗證用戶體驗品質（QoE）。
Acceleron測試模組可對內容感知型設備和網路進行高性能測試，還能在第4層（TCP／UDP）和第7層（應用層）創建真實的流量場景，從而對Web（HTTP、SSL）、FTP、電子郵件（SMTP、POP3、IMAP）、流處理（RTP、RTSP）、視頻（MPEG2、MPEG4、IGMP）、語音（SIP、MGCP、H.323、H.248、Skinny）和基礎結構服務（DNS、DHCP、LDAP和Telnet等）客戶機和伺服器進行仿真。

表1是Acceleron 模組所支援應用流量處理功能的簡單列表。

應用功能	詳情
網路協定	支援廣泛的分層協定，包括DHCPv4、DHCPv6-PD、PPPoE、IPSEC、唯一性MAC位址、VLAN（虛擬局域網）、802.1q、802.1p。靈活的IP和VLAN映射、複雜場景的流量與網路結合。
動態用戶行為	真正的用戶仿真，每個用戶可仿真多個應用。真實地對與用戶仿真關聯的網路介面動態設置和卸載行為進行仿真。對網路附屬設施的高級支援功能，可對任何網路拓撲結構進行測試。
2－3層認證和訪問控制	可設置802.1x和EAPoUDP會話並進行認證和訪問控制。通過已認證的話路傳輸高性能多重播放流量進行性能定標，同時進行基於網路的HTTP會話認證並運行HTTP性能可升級性測試。
資料協定仿真	HTTP、SSL、FTP、對等、RTSP、RTP、SMTP、POP3、IMAP、CIFS、Radius、SSH、Radius、Telnet、DNS、DHCP、LDAP、DDoS、通過漏洞掃描攻擊和應用重播實現真正的應用流重播。
語音協定測試	VoIP、SIP、SCCP（Skinny）、H.323、H.248、SIP、MGCP
視頻協定測試	IPTV、VOD視頻點播、流視頻、RTSP、RTP、IGMP、MLD
無線協議測試	GGSN測試

表1: Acceleron 模組所支援應用流量處理功能列表

表2是Acceleron主要應用性能指標，Acceleron測試模組在真實應用仿真方面達到了業內最高性能。

指標	Acceleron-XP	Acceleron-NP
仿真用戶數	4,700,000個	4,700,000個
吞吐量	10Gbps	10Gbps
每秒HTTP連接數(HTTP1.0)	400,000個	800,000個
併發HTTP連接數(HTTP1.0)	5,000,000個	10,000,000個
SSL吞吐量	3Gbps	3Gbps
SSL每秒連接數	40,000個	40,000個
語音仿真SIP端點數	180,000個	180,000個
語音全雙工RTP流數	96,000個	96,000個
語音全雙工RTP吞吐量	9.5Gbps	9.5Gbps
視頻仿真用戶數	24,000個	24,000個
視頻RTSP每秒連接數	180,000個	180,000個
視頻RTP併發連接數	720,000個	720,000個
視頻IPTV吞吐量	10Gbps	10Gbps

表中資料表示兩種同樣型號已連接Acceleron模組的性能。
上述性能指標僅供參考，在實際測試中的性能指標還可能要比上述指標要高。

表2: Acceleron主要應用性能指標

2.3 Acceleron工作模式及主要特性

Acceleron測試模組可以在三種模式下運行，從而保證了靈活、可升級、強大的4－7層性能。

非彙聚模式：該模式用於高密度2－7層GbE測試。在該模式下，12個10／100／1000Mbps埠能分別實現2－7層功能。每個埠都能採用自身的埠CPU資源和專用硬體流引擎實現高性能資料封包生成和應用層測試。在該模式下，10GE彙聚埠被禁用。
GbE彙聚模式：該模式用於高性能4－7層GbE測試。在該模式下，12個埠CPU可以通過交換機結構分配給12個GbE測試埠中的任何一個。多個CPU處理能力的彙聚使得以線路速率進行應用層測試成為可能。可以向任何一個物理埠分配一群埠CPU。Ixia公司測試應用程式可對可用埠CPU資源進行透明配置並向其分配一個物理埠，以實現測試目標。該模式不支援硬體流引擎。在GbE彙聚模式下，10GE彙聚埠和未用的GbE埠被禁用。
10 GbE彙聚模式：該模式用於高性能4－7層10 GbE測試，從而產生10 GbE線路速率的應用流量。在該模式下，全部12個埠CPU都通過交換機結構分配給10 GbE彙聚埠。Ixia公司測試應用對埠CPU資源進行透明配置以實現測試目標。該模式不支援硬體流引擎。在10 GbE彙聚模式下，12個GbE埠被禁用。

每個Ixia GbE測試埠都能利用Ixia公司的IxExplorer測試應用程式以線速生成得到精確控制的網路流量。每個埠上都能配置數百萬個資料封包流，其中有可完全定制的資料包包頭欄位。乙太網、IPv4/v6、IPX、ARP、TCP、UDP、VLAN、QinQ、MPLS、GRE等可獲得靈活的資料包包頭控制。也可利用遞增、遞減、固定、隨機或自定義資訊對有效負載內容進行定制。幀大小可以是固定的，也可按一定模式變化或在一定的加權範圍內隨機分配。可以按每秒幀數、每秒位元數、線路速率百分比或資料包間隔時間對速率控制進行靈活定義。

代表不同流量特徵的資料包可以與資料封包組識別字(PGID)相互關聯。接收埠針對屬於不同組別的資料包即時測量其最小、最大和平均延時，包括：

暫態延時和到達時間間隔，其中每個資料封包與一個PGID關聯；
二進位位元延時，其中PGID可以與一定的延時範圍關聯；
延時隨時間變化，其中可以將多個PGID以固定的間隔放入“時間桶”中；
第一個和最後一個時標，其中每個PGID可以儲存第一個和最後一個收到的資料包的時間標籤

Acceleron模組和其他Ixia測試模組一樣共有兩種傳輸模式——資料包流和高級流調度模式：

資料包流調度模式：在資料包流調度模式下，傳輸引擎可以在每個埠上最多配置4000組唯一的順序流。可以依序定義多個流，其中每個包含由唯一性特性定義的多個資料包流。第一個流傳輸後，控制會被傳遞到序列中下一個已定義的流。達到序列中的最後一個流之後，傳輸可能會停止，或者控制會被傳遞到序列中的其他任何一個流。因此，多個流可以反復迴圈，從而代表了類比真實網路流量的不同流量特徵。
高級流調度模式：在高級流調度模式下，流組的傳輸是按埠交替進行的。例如，假設某埠配置了三個流。如果流1定義為20％線路速率的IP資料包，流2定義為50％線路速率的TCP資料包，而流3定義為30％線路速率的MPLS資料包，那麼埠上的資料將以100％的總利用率交錯傳輸IP、TCP和MPLS資料包。

配合Ixia各種應用軟體，Acceleron模組支援廣泛的統計分析用於結果處理，包括

即時64位元的幀計數和速率統計；
便於操縱的呈試算表形式的統計計數器；
8個QoS計數器（支持802.1p、DSCP和IPv4 TOS測量）；
6個有觸發條件的自定義統計指標；
ARP、ICMP和DHCP擴展統計分析；
幀計數和速率的傳輸流統計分析；
從外部登錄檔以進行統計並發出警告；
帶有可自定義閾值的聲光報警

另外Ixia埠還具有資料捕捉功能，每個埠都配有64 MB捕捉記憶體，可即時儲存數以萬計的資料包。捕捉緩衝器經配置後可根據自定義的觸發和過濾條件儲存資料包。為IPv4、IPv6、UDP、ARP、BGP-4、IS-IS、OSPF、TCP、DHCP、IPX、RIP、IGMP、CISCO ISL、VLAN和MPLS提供解碼。
隨著資料包穿越網路，IP頭內容可能會發生變更，從而引起資料包CRC值的重新計算。為了驗證設備性能，GbE埠的資料完整性功能可以利用一個獨立于資料包CRC的唯一性CRC對資料包的有效負載內容進行驗證。這就保證了有效負載不會因設備更改頭欄位而受到干擾。

Ixia測試模組可以按自定義偏移量在每個傳輸資料包的有效負載中插入序列號。被測設備（DUT）收到資料包時，以線速即時報告失序誤差或重復資料包。用戶可以定義一個序列誤差值已區分小誤差和大誤差，而接收埠可以測量小誤差、大誤差、反向誤差和總誤差。用戶也可利用重復資料包檢測模式來觀測是否收到並分析具有相同序列號的多個資料包。

該測試模組支援IPv4組播中的IEEE 1588 v2精密時間協議（PTP）或精密時鐘同步協定（PCSP）。Ixia公司的實現方式建立在一級或者二級時鐘的基礎上。埠支援超級主時鐘、主時鐘和從時鐘仿真。每個埠都能同時傳輸非PTP和PTP流量。直方圖報告功能可對網路中各點從時鐘相對於主時鐘的偏移量進行跟蹤。IxExplorer提供完整的IEEE 1588資料包組成和收發解碼功能。此外，可定制的負向測試功能和特徵有助於確定特定網路中時鐘同步的特性。

2.4 Acceleron主要技術規格

表3列出了Acceleron模組的主要技術規格

測試模組	Acceleron-XP／NP
連接器類型	GbE埠為RJ45或SFP；10GbE埠為XFP
埠數	12GbE（10／100／1000）＋10GbE
每個機箱最大埠數－XM12高性能機箱－XM2臺式機箱	144 GbE＋12個10GbE 24 GbE＋2個10GbE
2－3層路由協議和仿真	有
4－7層應用流量測試	有
IEEE 1588v2 精密時間協議（PTP）	有
每埠捕捉緩存	64MB
每埠傳輸流數（順序值）	數十億
每埠傳輸流數（任意值）	98K
每埠可跟蹤接收流數	128K
每埠流定義數	資料包流模式（順序）或高級流模式（交錯）下為4000個。每個流定義都能生成數百萬個唯一性服務流。
傳輸引擎	生成帶有時標、序列號、資料完整性簽名和資料包組標識的線速資料包。
接收引擎	線速資料包過濾、捕捉、每個資料包組的即時延時、資料完整性和序列校驗。
自定義欄位（UDF）功能	固定、按自定義步長遞增或遞減、數值列表、範圍列表、層疊、隨機以及鏈式。
表UDF功能	全面的資料包編輯功能，可對大量複雜流進行仿真。XMV12X中最多可支援750K表UDF條目。
篩檢程式	48比特位元源／目標位址、2x128比特位元可自定義圖案和偏移量、封包長範圍、CRC錯、資料完整性錯、序列校驗錯（小、大、反向）
資料欄位（每個流）	固定、遞增（位元組／字）、遞減（位元組／字）、隨機、重複、用戶指定，最多13K位元組
統計分析和速率：計數器大小：64位	鏈路狀態、鏈路速度、發送封包數、收到有效封包數、發送／接收位元組數、段數、過小、過大、CRC錯、VLAN標籤封包、自定義統計1、自定義統計2、捕捉觸發（UDS 3）、捕捉篩檢程式（UDS 4）、自定義統計5、自定義統計6、8個QoS計數器、資料完整性幀、資料完整性錯、序列校驗幀、序列校驗錯、ARP、Ping請求與回復
差錯生成	CRC（好／壞／無）、過小、過大
資料包流統計	XMV12X中高至128K可跟蹤資料包流即時統計分析，並帶吞吐量和延時測量
延時測量	20納秒解析度
IPv4、IPv6、UDP、TCP	硬體校驗生成
封包長度控制方式	固定、隨機、加權隨機或按自定義步長遞增、隨機、加權隨機
工作溫度範圍	41℉－86℉（5℃－30℃），環境空氣*

* 在XM2或XM12機箱中使用的情況下。

表3: Acceleron模組的主要技術規格

3.結束語:

在剛剛結束的Interop展會上，Ixia公司和多個應用層性能測試領先的公司進行了聯合演示，受到參觀者的極大好評，目前該高性能測試模組已經被多家公司用於最高性能的應用層設備測試，測試物件包括防火牆、邊界控制器（SBC），深層封包檢測（DPI）和流量識別設備（Content-Aware Device）等。