前言：

本報告目的是測試企業(yè)內(nèi)部用的TP-LINK TL-R478G+的性能，是標準的benchmark過程。

這個路由器市場價600塊錢左右，定位是中小企業(yè)內(nèi)部使用。

如果是做骨干網(wǎng)級的高端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備測試，還有高端的大型硬件網(wǎng)絡(luò)測試儀。

對于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的測試，在選型、驗收這樣的目標下，可以參考這篇文章

?

• 正文

3.2. 測試目標

?測試路由器的如下性能能力：

• WLAN->LAN包轉(zhuǎn)發(fā)性能。
• WAN->LAN單工吞吐量。
• LAN->LAN單工吞吐量。
• LAN->LAN雙工平均吞吐量。

3.3. 術(shù)語和縮略語

術(shù)語/縮略詞	說明
包轉(zhuǎn)發(fā)率	單位是pps（包每秒），每秒鐘路由器能轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的數(shù)量
吞吐量（帶寬）	待測對象所能達到的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。單位：Mbps

3.4.3.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備	帶寬	型號
路由器	1000M	TP-LINK TL-R478G+
交換機	100M	華為S3700-28TP-SI(AC)

3.5. 測試工具

名稱	說明
IxChariot 6.70	業(yè)界著名的多功能網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)測試軟件
Endpoint 7.10	充分利用運行主機的資源，執(zhí)行Chariot控制臺發(fā)布的Script命令，從而完成需要的測試

4.測試執(zhí)行與結(jié)果

4.1. WAN->LAN包轉(zhuǎn)發(fā)性能

1. 測試目的

獲取待測路由器Wan->Lan所能達到的最大包轉(zhuǎn)發(fā)率

2. 測試拓撲

3. 測試條件

性能指標	測試條件設(shè)置
包轉(zhuǎn)發(fā)率	多條規(guī)劃，不同數(shù)據(jù)包大小 數(shù)據(jù)包：64B、128B、256B、512B、1024B、1514B 多條規(guī)劃：100規(guī)則 協(xié)議：TCP

4. 測試方法

? ? ? 測試軟件使用IxChariot，測試腳本采用High_Performance_Throughput，Pair數(shù)量為100。IxChariot是一款被普遍使用的網(wǎng)絡(luò)負載測試工具，對High_Performance_Throughput腳本進行修改，我們可以設(shè)置不同大小并讓Endpoint1-> Endpoint2發(fā)送數(shù)據(jù)包，Pair數(shù)量被設(shè)定在100是因為我們在測試中發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象，比如，我們在測試1514B大小的數(shù)據(jù)包吞吐量時，一個Pair可能只有20Mbps左右，但隨著Pair數(shù)量的增加，吞吐量也會隨之上升，并最終達到吞吐最大值，Pair繼續(xù)增加，吞吐量也不會出現(xiàn)大的變化。使用100Pairs還有另外一個效果，多Pair在Netstat中看到的效果就是多TCP連接數(shù)，在多連接數(shù)下，高強度的吞吐測試對路由器性能和穩(wěn)定性都是一個考驗。
? ? ? 包轉(zhuǎn)發(fā)率公式如下：(Mbps + 6Mbps) / 8 / (64B、128B、256B…1514B +20B) = Mpps * 1000000 = pps
? ? ? Mbps指的是路由器的設(shè)計帶寬，除以8是將bps轉(zhuǎn)化為Byteps，64B指的是以太網(wǎng)最小數(shù)據(jù)包的大小，20B是每個數(shù)據(jù)包在傳輸時的固定損耗，另外，要說明一下，這20B的損耗通過抓包工具是無法捕獲的。我們再來看一下pps這個計算公式的計數(shù)單位是“個”，因為在1000Mbps除以8之后，此時計數(shù)單位就是Byteps了，也就是Byte每秒。再用Byteps除以Byte，所得到的就是pps，第一個p也就是包(package)的意思。包轉(zhuǎn)發(fā)率的概念是一個“以數(shù)量為基礎(chǔ)的概念”，通俗的講，就是一個以“個”為單位的概念，10pps指的就是每秒轉(zhuǎn)發(fā)了10個數(shù)據(jù)包。
? ? ? ?接下來我們反著看一下pps的計算方法，1000Mbps / 8 / (64B+20B)=1.488Mpps。如果我們使用的數(shù)據(jù)包大于64B會如何？假如是128B，那公式將會變成這樣。1760Mbps / 8 / (128B+20B)=1.488Mpps，但我們知道，千兆路由器的設(shè)計寬帶極限是1000Mbps，不可能超過這個數(shù)值，所以如果計算千兆路由器的128B數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)率，結(jié)果應(yīng)該是1000Mbps / 8 / (128B+20B)=0.8446Mpps。結(jié)果與1.488Mpps相差甚遠，這說明產(chǎn)生了傳輸瓶頸，瓶頸來自于千兆路由器的設(shè)計標準，而非來自于包轉(zhuǎn)發(fā)性能。

5. 測試步驟

a) 按網(wǎng)絡(luò)拓撲圖進行部署；
b) 配置Console測試IP；
c) 測試腳本采用High_Performance_Throughput，Pair數(shù)量為100，數(shù)據(jù)包大小分別設(shè)置為64B、128B、256B、512B、1024B、1514B；
d) 循環(huán)執(zhí)行測試腳本；
e) 測試完畢，記錄每一次結(jié)果；

6. 測試結(jié)果

100Pairs吞吐量測試結(jié)果：
1> 這是在64B數(shù)據(jù)包下測試的結(jié)果：6.744Mbps

2> 這是在128B數(shù)據(jù)包下測試的結(jié)果：13.316Mbps

3> 這是在256B數(shù)據(jù)包下測試的結(jié)果：26.292Mbps

4> 這是在512B數(shù)據(jù)包下測試的結(jié)果：51.884Mbps

5> 這是在1024B數(shù)據(jù)包下測試的結(jié)果：84.536Mbps

6> 這是在1514B數(shù)據(jù)包下測試的結(jié)果：84.637Mbps

4.2. WAN->LAN單工吞吐量

1. 測試目的

獲取待測路由器Wan->Lan所能達到最大吞吐量

2. 測試拓撲

3. 測試條件

性能指標	測試條件設(shè)置
單工吞吐量	多條規(guī)劃，大數(shù)據(jù)包 數(shù)據(jù)包大小：1000KB 多條規(guī)劃：10規(guī)則 協(xié)議：TCP

4. 測試方法

? ? ? ?測試軟件還是使用IxChariot，測試腳本采用Throughput，Pair數(shù)量為10。對Throughput腳本進行修改，我們設(shè)置讓Endpoint1-> Endpoint2發(fā)送大數(shù)據(jù)包，Pair數(shù)量被設(shè)定在10，這是因為對于網(wǎng)絡(luò)情況不穩(wěn)定、經(jīng)常出現(xiàn)速度波動的情況來說，在某一時刻測量速度存在一定的不確定因素，我們采用科學(xué)測量法來解決這個問題，即采用平均值的方法。將所有測量值匯總在一起可以得到更接近真實數(shù)值的結(jié)果。
? ? ? 雖然我們可以通過科學(xué)測量法減小誤差，但由于默認數(shù)據(jù)包僅為100KB，所以總的數(shù)據(jù)檢測量相對較小。對于帶寬比較大的情況，例如100Mbps以上的網(wǎng)絡(luò)或ISP提供的傳輸速度較快的時候，使用100KB數(shù)據(jù)包進行測量得出的結(jié)果不太準確。這時就需要通過修改默認數(shù)據(jù)包的大小以求測量結(jié)果更精確，這里我們加大了十倍，即1000KB。

5. 測試步驟

a) 按網(wǎng)絡(luò)拓撲圖進行部署；
b) 配置Console測試IP；
c) 測試腳本采用Throughput，Pair數(shù)量為10，數(shù)據(jù)包大小分別設(shè)置為1000KB；
d) 執(zhí)行測試腳本；
e) 測試完畢，記錄結(jié)果；

6. 測試結(jié)果

下面是1000KB數(shù)據(jù)包，10Pairs下吞吐量測試結(jié)果：289.583 Mbps

4.3. LAN->LAN單工吞吐量

1. 測試目的

獲取待測路由器Lan->Lan數(shù)據(jù)交換所能達到單工最大吞吐量

2. 測試拓撲

3. 測試條件

性能指標	測試條件設(shè)置
單工吞吐量	多條規(guī)劃，大數(shù)據(jù)包 數(shù)據(jù)包大小：1000KB 多條規(guī)劃：10規(guī)則 協(xié)議：TCP

4. 測試方法

? ? ? 測試軟件使用IxChariot，測試腳本采用Throughput，Pair數(shù)量為10。對Throughput腳本進行修改，我們設(shè)置讓Endpoint1-> Endpoint2發(fā)送大數(shù)據(jù)包，Pair數(shù)量被設(shè)定在10。修改發(fā)送數(shù)據(jù)包的大小為1000KB。

5. 測試步驟

a) 按網(wǎng)絡(luò)拓撲圖進行部署；
b) 配置Console測試IP；
c) 測試腳本采用Throughput，Pair數(shù)量為10，數(shù)據(jù)包大小分別設(shè)置為1000KB；
d) 執(zhí)行測試腳本；
e) 測試完畢，記錄結(jié)果；

6. 測試結(jié)果

下面是1000KB數(shù)據(jù)包，10Pairs下吞吐量測試結(jié)果：947.992Mbps

4.4. LAN->LAN雙工吞吐量

1. 測試目的

獲取待測路由器Lan->Lan數(shù)據(jù)交換所能達到雙工最大吞吐量

2. 測試拓撲

3. 測試條件

性能指標	測試條件設(shè)置
雙工吞吐量	多條規(guī)劃，大數(shù)據(jù)包 數(shù)據(jù)包大小：1000KB 多條規(guī)劃：10規(guī)則（雙向各5條） 協(xié)議：TCP

4. 測試方法

? ? ? ?4.3節(jié)介紹單向測量的方法，也就是只檢測中控主機->圖形工作站的吞吐量。然而，實際工作中，網(wǎng)絡(luò)是單工或雙工工作也是影響網(wǎng)絡(luò)速度的主要因素，因此我們還要考慮測試雙向PAIR，測量結(jié)果會顯示出中控主機->圖形工作站的速度以及圖形工作站->中控主機的速度。
? ? ? 測試軟件還是使用IxChariot，測試腳本采用Throughput，Pair數(shù)量為10。對Throughput腳本進行修改，我們設(shè)置Endpoint1、Endpoint2互相發(fā)送大數(shù)據(jù)包，Pair數(shù)量被設(shè)定在10。修改發(fā)送數(shù)據(jù)包的大小為1000KB，單向各5Pair。

5. 測試步驟

a) 按網(wǎng)絡(luò)拓撲圖進行部署；
b) 配置Console測試IP；
c) 測試腳本采用Throughput，Pair總量為10，數(shù)據(jù)包大小設(shè)置為1000KB；
d) 執(zhí)行測試腳本；
e) 測試完畢，記錄結(jié)果；

6. 測試結(jié)果

下面是1000KB數(shù)據(jù)包，總10Pairs下雙向吞吐量測試結(jié)果：
總吞吐量為1624.511 Mbps，中控主機->圖形工作站的吞吐量為920.337 Mbps，圖形工作站->中控主機的吞吐量為768.963 Mbps。

5. 測試分析

5.1. WAN->LAN包轉(zhuǎn)發(fā)性能

? ? ? 分析測試結(jié)果之前，還要說一下Ixchariot這個測試工具，Ixchariot本身是有損耗的，使用Ixchariot測得的Throughput結(jié)果是有效數(shù)據(jù)負載，不包括TCP協(xié)議損耗、包間隔、應(yīng)答和Ixchariot本身系統(tǒng)損耗，此部分典型損耗根據(jù)理論計算約6M，就是說即使你測試的是一臺能線速轉(zhuǎn)發(fā)的路由器，測出來的Throughput也只可能是94M左右，這是理論極限值，不可能大于這個值，當然這是對百兆路由器而言。但這個損耗也是占用了路由器性能的，所以我們需要在測得的Throughput結(jié)果上加6Mbps。
　? 我們分別測試64B、128B、256B、512B、1024B、1514B大小數(shù)據(jù)包的傳輸表現(xiàn)，對于測試結(jié)果，只要加上Ixchariot的傳輸損耗(6Mbps)沒有超過（路由器）1000Mbps這個極限值，我們便認為，傳輸瓶頸是來自于包轉(zhuǎn)發(fā)性能，而不是路由器的帶寬標準。我們需要的，也正是路由器在出現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)瓶頸時的數(shù)值。
? ? ? 使用Ixchariot測得的是Mbps，需要將其轉(zhuǎn)換為pps，轉(zhuǎn)換的方法在上面已經(jīng)說過，

? ? ? 公式：(Mbps + 6Mbps) / 8 / (64B、128B、256B…1514B +20B) = Mpps * 1000000 = pps

? ? ?下面我們解讀上圖的測試結(jié)果。藍色的曲線描繪的是bps，可以看到，隨著數(shù)據(jù)包從64B至1514B,bps一路飆升。而pps曲線卻不太正常，從按照之前的理論，pps應(yīng)該是一個波動不大的值，可是這里卻從18964跨到7385。而到1514B的時候bps是84.637Mbps，再加上6Mbps的損耗，并未達到路由器1000Mbps的極限值，顯然這說明并非來自于路由器的帶寬標準，而是包轉(zhuǎn)發(fā)性能。
? ? ?從以前的測試結(jié)果來看，bps高的pps一定高嗎？其實不然，相反的pps是一個比較穩(wěn)定的值，在傳輸大包時，反而會收到寬帶標準的制約。從上圖的測試結(jié)果來看，我們認為，這款路由器的Wan->Lan包轉(zhuǎn)發(fā)能力應(yīng)該在13000-7000之間，在這個測試中，不存在帶寬瓶頸的問題。
? ? ? 我們總結(jié)一下路由器標稱帶寬（吞吐量）、實際吞吐量（bps）和包轉(zhuǎn)發(fā)率（pps）之間的關(guān)系。我們常說的百兆路由器、千兆路由器，這指的就是路由器的標稱吞吐量，對于百兆路由器來講，達到標稱吞吐量其實并不是什么難事，只要使用大數(shù)據(jù)包，我們在測試中使用的1Pair High_Performance_Throughput腳本測出的結(jié)果，成績是非常好看的。但僅憑此，就能說明路由器的性能很好嗎？顯然不能。
? ? ?從測試結(jié)果中我們可以看出，包轉(zhuǎn)發(fā)率（pps）達到7000左右，輸大數(shù)據(jù)包，吞吐量就能達到極限了，但此時，小數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)性能其實也只有19000左右。試想一臺包轉(zhuǎn)發(fā)率為40000的設(shè)備，與包轉(zhuǎn)發(fā)率為19000的設(shè)備在轉(zhuǎn)發(fā)大數(shù)據(jù)包上，表現(xiàn)會有什么不同嗎？似乎不會有任何不同，因為帶寬（吞吐量）就是上限。但兩者的區(qū)別會反應(yīng)在轉(zhuǎn)發(fā)小包時的效率上，在沒有到達標稱帶寬（吞吐量）之前，pps為40000的設(shè)備將比pps為19000的要設(shè)備快上一倍，當然，這樣的設(shè)備價錢也會更高。我們關(guān)注的核心應(yīng)該是包轉(zhuǎn)發(fā)率（pps），而不應(yīng)是吞吐量，因為包轉(zhuǎn)發(fā)率高了，吞吐量必然高，而吞吐量高，包轉(zhuǎn)發(fā)率卻不一定高。
? ? ? 在實際應(yīng)用中，包轉(zhuǎn)發(fā)能力十分關(guān)鍵，比如icsBOX里經(jīng)常控制各種設(shè)備，每操作一個動作指令，每轉(zhuǎn)動一下攝像頭，轉(zhuǎn)發(fā)的全部是小包，這種情況下，不存在標準帶寬（吞吐量）瓶頸的問題，考驗的僅是路由器的包轉(zhuǎn)發(fā)能力。如果路由器包轉(zhuǎn)發(fā)能力不強，就很難應(yīng)付大量小包轉(zhuǎn)發(fā)的需求，對于一些時延敏感的應(yīng)用，操作起來就會很不順暢。

? ? ? ?千兆路由器的包轉(zhuǎn)發(fā)率達到了19000pps左右，雖然距理論最大值1488000pps相去甚遠，但這一表現(xiàn)到底有多強或有多弱，我們?nèi)绾闻袛唷１容^這兩個數(shù)字，單從數(shù)量級來看，千兆路由器的包轉(zhuǎn)發(fā)性能確實夠差的，僅為理論值的1.28%左右。包轉(zhuǎn)發(fā)率越高越好，但在實際應(yīng)用中我們真的需要那么高的包轉(zhuǎn)發(fā)率嗎？對于這點，我們也沒有一個判斷的標準

5.2. WAN->LAN單工吞吐量

? ? ? ?從測試的結(jié)果來看，在1000KB數(shù)據(jù)包、10Pairs下吞吐量測試結(jié)果為289.583 Mbps，也就是在1000KB數(shù)據(jù)包測試中的TH值達到了36.2MB/s。也就是說如果電腦硬盤讀寫速度夠快，那么它下載1G的高清晰電影需要28秒種。
? ? ? 相比千兆路由器理論值的1000 Mbps，實際測試的結(jié)果僅為289.583 Mbps，加上Ixchariot本身系統(tǒng)損耗6 Mbps也就295.583 Mbps還不到300 Mbps，這說明這款路由器WAN->LAN單工吞吐量還是比較差的。

下面我們來看看，當時測試過程中路由器CPU使用情況的截圖

? ? ?我們可以看到此時的路由器CPU資源使用率已經(jīng)是100%，達到了其處理的極限，這是說明這款路由器其在吞吐量上的制約的瓶頸為其CPU。

5.3. LAN->LAN單工吞吐量

? ? ?從測試的結(jié)果來看，在1000KB數(shù)據(jù)包、10Pairs下LAN口間數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)吞吐量測試結(jié)果為947.992Mbps，也就是在1000KB數(shù)據(jù)包測試中的TH值達到了118.499MB/s。也就是說如果兩臺局域網(wǎng)內(nèi)的電腦硬盤讀寫速度夠快，那么他們之間互傳一個1G的高清晰電影僅需要8秒種。
? ? 千兆路由器LAN口間設(shè)計理論值是1000 Mbps，實際測試的結(jié)果為947.992 Mbps加上Ixchariot本身系統(tǒng)損耗6 Mbps一起已經(jīng)很接近了，這表明其LAN口間數(shù)據(jù)交換能力還是不錯的。

5.4. LAN->LAN雙工吞吐量

? ? ?從測試的結(jié)果來看，在1000KB數(shù)據(jù)包，總10Pairs下雙向吞吐量測總吞吐量之和為1624.511 Mbps，中控主機->圖形工作站的吞吐量為920.337 Mbps，圖形工作站->中控主機的吞吐量為768.963 Mbps。中控主機->圖形工作站的傳輸速率要高于圖形工作站->中控主機。雙工吞吐量的平均值為812.2555 Mbps，要低于中控主機->圖形工作站的單工吞吐量，可見路由器在單工狀態(tài)還是雙工狀態(tài)，在速度上還是有差距的。

6. 測試結(jié)論

? ?總體上來說，目前這款全千兆企業(yè)級路由器算不上一款性能非常出色的設(shè)備，表現(xiàn)較為出色是LAN->LAN之間的數(shù)據(jù)交換能力，現(xiàn)將相關(guān)性能指標匯總?cè)缦?#xff1a;

• WLAN->LAN包轉(zhuǎn)發(fā)性能：13000~7000 pps
• WAN->LAN單工吞吐量: 295.583 Mbps
• LAN->LAN單工吞吐量: 947.992Mbps
• LAN->LAN雙工平均吞吐量: 812.2555 Mbps

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的性能报告之路由器性能benchmark评估的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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