數據中心的好與壞,在一定程度上取決于網絡帶寬的性能。網絡作為數據中心的輸入、輸出部分,最為關鍵,絕不能在出入口設卡。隨著數據中心業務不斷增長,內部不斷進行升級和擴容,出入口的帶寬也要隨之提升,否則就會出現擁塞。俗話說“要想富,先修路”,對于數據中心來講,建設好網絡這條高速公路非常重要。不過這條高速公路不是簡單地增加路面寬度,多建幾條并行的道路就可以的,要考慮成本的因素,周圍的設施。本來行駛的車輛就不多,還要建四五條道路,就顯得非常浪費,沒有必要。那么如何才能建設最適合自己的數據中心網絡道路呢?我們有一些測試數據中心網絡帶寬性能的方法,通過這些方法就能夠知道目前的網絡帶寬性能如何,是否有必要再進行優化,在進行數據中心網絡建設時,通過性能測試才能檢驗網絡建設的效果。這些測試結果可以幫助網絡管理人員了解整個數據中心網絡的狀態,及時發現數據中心的瓶頸所在,更重要的是可以給數據中心網絡設計人員,特別是網絡協議的開發人員提供指導,采用新的算法來控制路由的選擇,避免擁塞的發生,實現更好的擁塞控制策略。下面就來詳細說說測試網絡帶寬性能的常見方法。
一、PING測試
在數據中心內外部分別選擇一些測試點,然后用PING命令進行測試,選擇關鍵的數據中心節點測試,能夠查看丟包率、延遲大小、是否可達等數據分析機房的網絡品質。一般要求去往數據中心的任意節點都不應該出現丟包,PING 的延遲和抖動也是重要的參考數據。延遲不宜過大,出現上百毫秒的波動也證明網絡性能不佳。有一點要注意的事:數據中心交換機是一種靠專用芯片硬件處理網絡流量的設備,所以這些設備的CPU往往性能都比較弱,僅處理少量的網絡協議報文。當對這些設備進行PING時,會發現有可能出現抖動甚至丟包的現象,遇到這樣的現象不要著急,因為很多這樣的設備都將PING報文的優先級設置很低,如果網絡中協議報文比較多,或者設備CPU比較忙,就會出現這樣的現象,雖然并不能通過這個數據真實反映網絡性能,但是還是建議排查一下,也許這種波動對網絡性能沒有任何影響,但至少說明這個設備的運行是不夠穩定的。通過PING測試得出的丟包率、延遲大小這些數據基本可以得出當前數據中心網絡運行的基本狀態。
二、路由測試
路由測試主要測試數據中心內外部業務互訪時,要經過的網絡節點數量。一般在全世界范圍內,路由的條數都不會超過7條。也就是無論你目前處于世界的任何一個角落,只要最多經過7個路由器就可以訪問到世界上任何地方的一臺主機。路由測試最常用的就是Tracert命令,在數據中心中找出一些互訪的地址,然后在測試機上進行Tracert這些地址,看經過的條數,檢查路由節點是否屬于優化路由。這里要注意兩點:一是數據中心中很多設備是禁回應Tracert報文的,這樣通過Tracert測試,就會有部分路由節點不會給回報文,這時不要認為是網絡有問題了,而是看下一跳是否可以回應,如果回了,說明只是這個節點設備有特殊處理,不做回應。如果連續多個節點,以及最終的節點都不回,這時就要重點排查了,看網絡是否有問題;二是路由不僅要測試可達性,還要測試路由的容量。可以用發包工具向數據中心網絡中灌入一定數量的路由,看這些路由的學習是否對網絡造成了沖擊,如果有隱患及時消除。
三、壓力測試
壓力測試對數據中心網絡的考驗最大,通過向網絡中注入多種數據流量,將網絡帶寬占滿,以便得到數據中心網絡的最大帶寬數值。很多數據中心可能都是40G甚至100G互聯,但是壓力測試的情況下,甚至達不到20G,造成這樣的原因就是部分中間網絡節點存在流量瓶頸,要么是設備不能線速地處理帶寬流量,要么是部分應用比較耗緩存。有時數據中心并沒有專業的測試流量的儀器,通常用FTP/TFTP等下載的方式去下載大型文件,觀察下載的速度,速率是否穩定,速率是否滿足業務應用的需求等。壓力測試是一種最接近實際業務流量的一種模擬測試,對于評價數據中心網絡帶寬性能是最為重要的參考依據。
四、綜合測試
綜合測試就是多項測試的集合,通過PING、Tracert、流量、業務切換、設備倒換等各種測試方法來評估數據中心網絡帶寬的性能,尤其是穩定性。綜合測試會設計多種測試方法,然后對每一種測試方法進行權重打分,每項測試完畢后,給出評分結果,每項評分再分別乘以權重數值,最終得到評價的結果,評價的數值越高說明數據中心網絡性能越強,反之性能越低。目前很多數據中心都采用綜合測試的方法來評估網絡帶寬的性能。
除了以上介紹的四種測試方法,其實還有很多其它的測試方法,比如:防攻擊測試、鏈路震蕩測試、路由震蕩測試等,通過這些測試方法來判別數據中心網絡的性能。也不是說測試的方法越多越好,還是要精簡,測試的方法要簡單而有效,能夠說明問題。通過這些測試方法,可以掌握數據中心網絡帶寬的真實性能,這對于數據中心網絡建設、擴容、優化等工作都特別有意義。依據這些測試方法,也出現了許多專門的測試工具。比如:測試吞吐率的Qcheck;測試組播流的mcast;測試超限組播的MCastTest;測試帶寬的Ping Plotter Freeware;測量無線網帶寬的IxChariot等等,有了這些工具,測試起來更加方便快捷。隨著數據中心對網絡的依賴性越來越強,學習和掌握這些網絡帶寬性能的測試方法和工具非常必要。