1、背景

2023年1月5日,金睛云華發(fā)布了全球首款基于通用服務(wù)器的100G全包捕獲與溯源產(chǎn)品【1】,可能會有人疑惑,“面對持續(xù)性100Gbps小包流量,線速捕獲和存儲寫入是否可以達到聲稱的性能?”、“Cisco Trex是開源的系統(tǒng),一切皆有可能”。但我們可以肯定,全流量威脅取證系統(tǒng)(TFS-100G)不僅能持續(xù)線速捕獲100Gbps小包流量,并且可以實時壓縮存儲到文件系統(tǒng)。為了證明這一點,國際權(quán)威測試儀廠商思博倫(Spirent)為金睛云華提供了一臺Spirent N11U,利用100G測試板卡對TFS-100G產(chǎn)品的捕獲和存儲性能進行了極限測試。

2、測試環(huán)境

網(wǎng)絡(luò)拓撲和測試環(huán)境,首先通過思博倫(Sprient)設(shè)備生成100Gbps測試流量到交換機,再從交換機鏡像100Gbps流量發(fā)送到TFS-100G設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)拓撲和測試環(huán)境如圖1和圖2所示。

圖 1 測試網(wǎng)絡(luò)拓撲

圖 2 測試環(huán)境

3、100Gbps混合流量基準測試

首先進行TCP隨機包長測試,最小包長設(shè)置為64字節(jié),最大包長設(shè)置為1518字節(jié),以便更好地模擬現(xiàn)網(wǎng)中混合數(shù)據(jù)包大小的網(wǎng)絡(luò)工作負載,使其類似于網(wǎng)絡(luò)上通用數(shù)據(jù)包速率和帶寬負載。

100Gbps混合流量基準測試過程,思博倫(Sprient)設(shè)備參數(shù)設(shè)置。具體設(shè)置如圖 3所示,具體描述如下:灰色標識,表示隨機數(shù)據(jù)包長生成算法類型選擇;藍色標識,表示最小包長設(shè)置為64字節(jié),最大包長設(shè)置為1518字節(jié);黃色標識,表示以太網(wǎng)幀間距為12字節(jié);綠色標識,表示持續(xù)325s生成隨機數(shù)據(jù)包。

圖 3 混合流量基準測試,思博倫設(shè)備參數(shù)設(shè)置

(2) 100Gbps混合流量基準測試過程,思博倫(Sprient)設(shè)備100Gbps混合流量生成。如圖 4所示,思博倫(Sprient)測試儀以97.53Gbps的數(shù)據(jù)速率和15.4Mpps的數(shù)據(jù)包速率生成,這些通常都被認為是非常繁重的工作負載,許多100G交換機也無法以此速率轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

圖 4 混合流量基準測試,思博倫設(shè)備生成100Gbps混合流量

(3)100Gbps混合流量基準測試過程,TFS-100G數(shù)據(jù)包捕獲和全流量落盤存儲?；旌狭髁看蛄鬟^程中,如圖 5所示,對于TFS-100G的數(shù)據(jù)包實時捕獲情況,L2層瞬時吞吐量為97.53Gbps,L1層瞬時吞吐量為100Gbps。

圖 5 混合流量基準測試,TFS-100G測試過程中數(shù)據(jù)包捕獲狀態(tài)

(4)思博倫設(shè)備生成100Gbps混合流量打流結(jié)束,如圖 6所示,325s時間窗口內(nèi),思博倫設(shè)備總計生成5,009,315,959個數(shù)據(jù)包,比特數(shù)為31,698,509,452,912,思博倫測試儀顯示的是發(fā)包/收包的比特數(shù),如圖 7所示,TFS-100G設(shè)備總計捕獲到5,009,315,959個數(shù)據(jù)包,共3,962,313,681,614字節(jié),TFS上顯示的是收包的字節(jié)數(shù),思博倫測試儀顯示的比特數(shù)轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)為31,698,509,452,912 /8=3,962,313,681,614。對于落盤存儲,通過“pcapinfos”程序讀取并分析TFS-100G設(shè)備上保存的pcap數(shù)據(jù)。該工具類似于Wiresharks capinfos,只是它的運行速度更快,并且可以針對TFS-100G系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)驗證。如圖 8所示,TFS-100G已保存5,009,315,959個報文,TFS-100G已保存有效載荷3,962,313,681,614字節(jié)(不包括PCAP文件頭,每幀的幀頭和crc校驗符)。通過單個pcap信息可以看出每線程每秒25.7萬PPS和1626Mbps,換算成整機流量約等于97.5Gbps(整機60線程)。最后,通過TFS-100G的數(shù)據(jù)包捕獲分析和落盤數(shù)據(jù)的反向分析,多個角度驗證了TFS-100G的捕獲和存儲性能,圓滿完成了思博倫100Gbps混合流量的基準測試。

圖 6 混合流量基準測試,思博倫設(shè)備生成混合流量統(tǒng)計

圖 7 混合流量基準測試,TFS-100G數(shù)據(jù)包捕獲結(jié)束統(tǒng)計信息

圖 8 混合流量基準測試,pcapinfos對TFS-100G落盤PCAP包進行統(tǒng)計分析

4、100Gbps 64字節(jié)小包極限測試

混合流量是基準測試,但這種測試場景并沒有真正把TFS-100G產(chǎn)品性能推到極限。對于100G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,其限制通常是每秒處理的數(shù)據(jù)包數(shù)。例如,許多100G交換機只能以100Gbps(48Mpps)的線速轉(zhuǎn)發(fā)256字節(jié)數(shù)據(jù)包。而64字節(jié)數(shù)據(jù)包在100Gbps時將達到148.8Mpps,這是100Gbps的極限場景。對于TFS-100G產(chǎn)品,即使對于148.8Mpps的64字節(jié)小包,也可以做到線速捕獲,不會丟失任何數(shù)據(jù)包,這就意味著TFS-100G每秒需要處理高達148.8M個數(shù)據(jù)包,即148.8Mpps極端情況下TFS-100G零丟包!

(1)100Gbps 64字節(jié)小包極限測試過程,思博倫(Sprient)設(shè)備全線速64字節(jié)數(shù)據(jù)包生成過程如圖 9所示,當前包速為148.8Mpps,并持續(xù)運行。

圖 9 小包極限測試,思博倫設(shè)備生成100Gbps 64字節(jié)小包流量

(2)100Gbps 64字節(jié)小包極限測試過程,TFS-100G數(shù)據(jù)包捕獲和全流量落盤存儲。小包極限測試打流過程中,如圖 10所示,對于TFS-100G的數(shù)據(jù)包實時捕獲情況,L2層瞬時吞吐量為76.19Gbps,L1層瞬時吞吐量為100Gbps。

圖 10 小包極限測試,TFS-100G測試過程中數(shù)據(jù)包捕獲狀態(tài)

(3)思博倫設(shè)備生成100Gbps 64字節(jié)小包流量打流結(jié)束,如圖 11所示,355s時間窗口內(nèi),思博倫設(shè)備總計生成52,827,380,952個數(shù)據(jù)包, 比特數(shù)為27,047,619,047,424,思博倫測試儀顯示的是發(fā)包/收包的比特數(shù)。如圖 12所示,TFS-100G設(shè)備總計捕獲到52,827,380,952個數(shù)據(jù)包,共3,380,952,380,928字節(jié), TFS上顯示的是收包的字節(jié)數(shù),思博倫測試儀顯示的比特數(shù)轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)為27,047,619,047,424/8=3,380,952,380,928。對于落盤存儲,通過“pcapinfos”程序讀取并分析TFS-100G設(shè)備上保存的pcap數(shù)據(jù)。該工具類似于Wiresharks capinfos,只是它的運行速度更快,并且可以針對TFS-100G系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)驗證。如圖 13所示,TFS-100G已保存52,827,380,952個報文,TFS-100G已保存有效載荷3,380,952,380,928字節(jié)(不包括PCAP文件頭,每幀的幀頭和crc校驗符)。通過單個pcap信息可以看出每線程每秒248萬PPS和1270Mbps,換算成整機流量約等于76.2Gbps(整機60線程)。最后,通過TFS-100G的數(shù)據(jù)包捕獲分析和落盤數(shù)據(jù)的反向分析,多個角度驗證了TFS-100G的捕獲和存儲性能,圓滿完成了思博倫100Gbps64字節(jié)小包極限測試。

圖 11 小包極限測試,思博倫設(shè)備生成混合流量統(tǒng)計

圖 12 小包極限測試,TFS-100G數(shù)據(jù)包捕獲結(jié)束統(tǒng)計信息

圖 13 小包極限測試,pcapinfos對TFS-100G落盤PCAP包進行統(tǒng)計分析

感謝國際權(quán)威測試儀廠商思博倫(Spirent)的支持,為金睛云華提供了一臺Spirent N11U,利用100G測試板卡對TFS-100G產(chǎn)品的捕獲和存儲性能進行了極限測試,實驗結(jié)果再次證明全球首款基于通用服務(wù)器的100G全包捕獲與溯源產(chǎn)品的核心能力和金睛云華的引擎技術(shù)積累。“TFS-100G揚帆,思博倫護航”,金睛云華將會以持續(xù)創(chuàng)新的理念繼續(xù)引領(lǐng)全流量存儲和溯源市場。

引用【1】:《金睛云華發(fā)布全球首款基于通用服務(wù)器的100G全包捕獲和溯源產(chǎn)品》

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