第七章网络设计和网络测试需更新.pptVIP

1 1 数据传输层面相关的指标 负载 (load) 信道或设备在单位时间内所承受的通信流量被称为负载。在网络二层，通常以单位时间内设备或网络所承载的帧数来衡量。 转发速率(forwarding rate) 用以描述交换设备帧转发能力的指标。被定义成在某个特定负载下，交换机设备在单位时间内向目标端口成功转发的帧数。 不同设备的转发速率与交换机的体系结构、端口带宽、转发模式、设备的负载状况等因素有关。 对于给定的设备，在没有丢帧的理想状态下，转发率应该随着负载的增加而增加。当负载增加并接近线路传输容量时，会因丢帧而导致转发速率下降。 课堂练习：Calculating Maximum Frame Rates 数据传输层面相关的指标(续1) 丢帧率(frame loss ratio) 丢失数据帧占应转发帧的比例 。应转发帧指那些应该被转发的合法帧，不含那些过长、过短和错误的无效帧。 丢帧主要出现在负载过大时，因交换机存储容量、地址表查找、端口拥塞等方面的瓶颈而产生。 数据传输层面相关的指标(续1) 吞吐量(Throughput) 另一个描述交换设备数据包转发能力的指标，用以衡量交换机在不丢帧条件下每秒转发帧的极限能力。 定义成：在没有出现丢帧的条件下，能够传输给交换机让其转发到指定输出端口的每秒最大帧数。 注意：零丟包是判定吞吐量的唯一标准，除了零丟包以外，再也没有公认的标准。 数据传输层面相关的指标(续2) 突发(burst) 在某个时间段内，一组以合法最小帧间隔传输的以太网帧被称为突发。突发通常由节点的突发数据流量引发。 一次突发传输中所包含的帧数被称为突发量 (Burst size)。突发量为1时，相当于无突发传输的恒定负载。 两次突发之间的时间间隔被称为突发间隔 (Inter-burst gap，简称IBG)。 交换机所能承载的突发量越大，可以处理的突发间隔越小，突发量分布的离散性越大，说明交换机处理突发数据流量的性能越好 。 传输控制功能 传输控制功能是为了正确实现基于二层地址的帧转发，避免或减少因拥塞而产生的丢帧，而提供的控制功能，如： 地址处理 拥塞控制 广播处理 流量隔离 控制功能实现或正确与否，直接影响数据层面上的转发性能。 传输控制层面指标-拥塞控制 拥塞控制(frame loss ratio) 控制源端发送数据的数量及速度使其不超过接收端所能承受的能力，以避免产生帧的丢失，也称流量控制。 拥塞?帧丢失?网络运行性能下降(即使高层使用可靠传输协议如TCP) 。 丟包对于 IP业务的影响-以IPTV为例 产生二层拥塞的主要原因 过载(overload) 线端阻塞(Head of line blocking) 因某个外出端口上的拥塞而阻碍了其他通往非拥塞端口流量的现象。 对于在输入队列中采用共享存储的交换机，当队列头有转发到阻塞端口的帧时，造成后继转发到非阻塞端口帧也必须等待。 拥塞控制-背压 何为背压(Backpressure ) 当外出或输出端口出现拥塞现象时，被交换机用来通知发送端降低帧发送速度，以阻止外部数据源继续向拥塞端口传输帧的那些方法。 常用方法 向流发送源回送拥塞(jam)信号 向流发送源回送先导位串 采用IEEE 802.3x流量控制协议 背压机制使发送到拥塞端口的流量得到减缓，可能会导致到非拥塞输出端口的发送流量也被减缓。 拥塞控制-前压 前压(Forward pressure ) 当上游设备以小于最小帧间隙的间隔或以超过线速的速率向下游交换机发送流量时，往往会导致下游交换机出现接收缓冲(buffer)溢出甚至阻塞。 某些交换机可通过减缓输出队伍的饱和程度、禁止上游设备发送帧等强制性机制来消除或减少上述丢帧现象。 具有上述功能的交换机被认为具有前压机制。 不是以太网标准或协议所推荐的，因而不是所有的交换机都提供。 数据传输层面相关的指标(续1) 地址处理(address handling) 与交换机在二层地址学习与处理能力相关，包括： 地址缓存容量(Address Caching Capacity) 设备或端口模块所能拥有的最大MAC数，也就是地址交换表的最大容量。