40GbE升级的网络性能测试

思考的牛

处理器性能提高和虚拟化带来了不断增加的网络流量，处理这些网络流量的最佳方法无疑是将10GbE数据中心链路升级到40GbE。但是速度更快的骨干链路本身并不一定能提高性能，且升级到40GbE需要进行涉及多种因素的网络性能测试。

40GbE升级之前需要考虑的性能问题

在 IEEE宣布 802.3ba标准，即40/100G以太网标准获得批准后，网络供应商们纷纷推出了一系列旨在改善线速的产品。他们希望解决10GbE链路中机架间的瓶颈问题，这个瓶颈问题是工程师用10GbE接口取代1GbE服务器网络接口，以及10GbE流量从每台服务器涌向机架顶所造成的。

在升级骨干链路前，还有很多其他问题和影响因素需要考虑：

背板：在某些情况下，尽管供应商已经推出了更高容量的接口卡，可交换机和路由器背板吞吐量可能无法支持所有升级后的接口卡的全容量操作。因此，在更换接口卡之前，应该仔细检查产品规格和咨询独立的产品测试结果。

好消息是，虽然数据传输速率提高了，但并没有影响更高协议层，所以在这个新环境中的测试被简化了。所有这些熟悉的交换和路由技术继续运作，不需要大量重新配置。

升级到更高的速度骨干可能会暴露网络中其他的问题。在安装这些新硬件后，最好执行一系列的网络测试，以确定是否已经实现了最大的性能改进。

同时升级到10GbE服务器接口和40GbE骨干：最好先升级骨干，然后在确认骨干成功运行后，再升级服务器接口，最后，在升级完服务器接口实现更高服务器吞吐量后，检查服务器虚拟交换机没有变成瓶颈。

升级网络性能测试设备：很多现有测试和监测产品并没有充分地处理更高的数据速率。市面上有一些针对40/100GbE环境产生负载和监测性能的产品，例如来自测试设备供应商Spirent Communications和Ixia的产品。

升级后：网络性能测试需要什么?

端到端吞吐量测试：这个测试强调升级的主要原因：需要将大量数据从服务器转移到服务器。

测试应该考虑让流量通过单个骨干交换机和通过多个交换机。来自多个服务器的流量必须使用硬件负载模拟器来生成，或者虚拟机内部运行的软件来模拟操作。

网络性能测试应该包括负载生成器发送非常短的数据包流，以及全长度数据包流和突发数据包流的情况。使用网络监控硬件和软件来找出因为瓶颈问题导致长数据包队列或丢包的位置。

同时，也要对敏感应用程序进行测试，以确保提高的网络吞吐量没有造成问题。例如，集群心跳数据包在穿过升级机架顶和骨干交换机后，可能失去秩序。

TCP协议使用拥塞控制算法来控制和限制传输数据包的速率。因此，可能有必要修改参数来实现网络支持的完全吞吐量，例如发送和接收窗口大小。

然而，因为每个网络和使用模式是不同的，不可能为特定网络指定所需的测试。由于不可能测试业务网络中每一种可能的数据流组合或者每个流量采取的路径，最好用机架间大量数据包流量建立一套更普遍的测试。

测试抖动：数据包到达率的变化可能会造成语音和视频传输中不可接受的暂停。当其他模拟应用程序在网络中产生负载时，最好使用硬件测试生成器来创建等距的数据包流。测量到达时间的变化来确定抖动是否保持可接受。如果检测到过多的抖动，有必要为需要不断交付率的数据包修改VLAN优先级配置。

光纤通道以太网(FCoE)：这种类型的汇聚要求零数据包丢失。磁盘流量会随着应用程序性能提高与网络负载一起增加。确定低带宽网络硬件的优先级设置仍然适合于升级后的网络。

电缆测试不应该是40GbE升级中的问题：电缆测试不是40GbE升级中的问题，因为用于10GbE链路的电缆必须被替换。早期的以太网升级需要测试现有电缆，以确定它们能够支持较高速率。

支持40GbE的电缆由10个光纤绳束组成，因为供应商还无法通过单个光纤绳束传输40GbE。因此，每个方向的流量被分为四股，每股承载10GbE。电缆中有两个绳束没有被使用，所以电缆替代必须随交换机和路由器接口的改变而改变。新电缆的完整性在安装时就应该进行测试。

网络性能测试的主要目标是通过升级网络链路实现最大的好处：测试可以帮助评估何时需要进行下一次升级。毫无疑问，到100GbE的升级将会在不久的将来。

来源：TT网络