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IXIA网络测试仪使用说明

(仅供内部使用)

格林耐特技术有限公司

GreenNet Technologies Co., Ltd.

1. IXIA网络测试仪操作规程 (3)

2. IXIA网络测试仪使用说明 (4)

2.1. IXIA测试仪简介 (4)

2.2. 测试原理 (4)

2.3. 硬件安装和配置 (5)

2.3.1. 检查包装 (5)

2.3.2. 硬件连接 (5)

2.3.3. 配置TCP/IP协议 (6)

2.4. 软件安装 (7)

2.5. 测试操作 (8)

2.5.1. 1.测试注意事项 (8)

3. IxExplorer使用说明 (9)

4. ScriptMate使用说明 (11)

4.1. RFC2544测试 (13)

4.2. RFC2285测试 (14)

4.2.1. RFC2285测试配置参数一览表 (14)

4.3. Advanced Tcl Script Suite (A TSS) (17)

1.IXIA网络测试仪操作规程

为加强IXIA测试仪的使用管理，保障设备运行安全，提高设备的完好率和使用率，特制定本规程。

一、使用测试仪时，要先阅读用户手册，熟悉工作原理、工作性能、使用方法、注意事项，严格遵照仪器使用的规定步骤进行操作。

二、测试仪除研发测试人员外，其他人员未经同意不得随意使用。

三、初次使用仪器人员，必须在熟练人员指导下进行操作，熟练掌握后方可进行独立操作。

四、测试仪使用时，要摆放合理，便于操作、观察及记录等。

五、测试仪通电前，确保供电电压符合仪器设备规定输入电压值，配有三线电源插头的仪器设备，必须插入带有保护接地插座中，保证安全。

六、测试仪不准随意更换硬件外设（显示器、键盘、鼠标）和改变网络配置，不得随意插拔板卡或改变板卡的插槽位置。

七、测试仪应经常进行保养与维护，并存放在干燥通风之处，待用时间过长时，应定期通电开机，防止潮霉损坏仪器设备及其零部件。

2.IXIA网络测试仪使用说明

2.1.IXIA测试仪简介

IXIA测试仪用于测试多层10/100Mbps以太网、千兆义太网、USB和POS(Packet over SONET)的设备（交换机、路由器等）和网络。

常见的型号有IXIA1600和IXIA400、IXIA100。IXIA1600有16插槽，单机最大可以支持64端口测试。IXIA400有4个插槽，单机最大可以支持16端口测试，常用于桌面使用。IXIA100是内置GPS接收机的单卡测试仪，用来测试WAN(Wide-area Network)。IXIA可以多个机架堆叠使用，最大支持256个机架堆叠。IXIA1600和IXIA100符合标准19吋机柜。

IXIA 1600是可用于多种网络设备性能测试的负载生成器和分析仪，可测试的设备包括交换机、路由器、有线和无线Modem等边缘和骨干网络设备。IXIA测试仪的特点是提供最大的端口密度，支持广泛的接口种类。IXIA1600支持16个插槽，可以实现256个IXIA 1600的堆叠，堆叠后支持16384

个10/100M端口，8192个1000M端口，4096个2。5G端口。最新的IXIA在一个性能分析系统平台上，可提供480个实现全线速流量发生及分析的网络接口。IXIA的接口模块支持：155M、622M、2。5G 和10G的POS接口，10M、100M、1000M和10G的以太网接口。此外，IXIA采用上行和下行FPGA(现场可编程逻辑器件)技术，在每个端口上实现线速的流量发生和统计分析，包括时延的实时测试。利用FPGA，可由硬件实时计算IP、TCP和UDP的Checksum。

IXIA提供了两种主要的图形化用户管理软件：IxExplorer用户自定义管理软件和ScriptMate自动测试管理软件。其中，IxExplorer用户自定义软件工具可以通过本地或TCP/IP网络对IXIA性能测试系统平台进行管理，并且可编辑、控制流量的发生、统计及解码分析。IxExplorer软件也可以同时对多个IXIA系统平台进行管理。ScriptMate自动测试管理软件提供一系列工业化的自动性能测试软件。此外，多个客户端管理软件可以对同一个IXIA平台的不同端口进行分布式管理。

基于不同的性能测试应用，IXIA在ScriptMate软件中提供的自动测试软件包括：RFC2544、RFC2285、QoS测试、IP多播测试、服务器负载均衡测试、路由能力及收敛测试等。此外，通过IXIA 提供的Tcl应用编程接口，可以实现更加灵活的测试应用。

随着路由器的实现越来越复杂，路由性能也需要做更详尽的分析检测。IXIA提供了灵活的路由协议的仿真功能，可以满足广泛的测试应用需求，包括：RIP、IS-IS、MPLS RSVP-TE、OSPF和BGP。

IXIA的测试软件可以支持4～7层Web性能测试，适用于Web交换机、Web服务器、Web服务器负载均衡系统和防火墙等设备的性能测试。IXIA的Web测试系统可以模拟几十万用户以及几百万的并发呼叫连接。模拟虚拟客户终端访问Web服务器的HTML页面。通过发出HTTP(1。0/1。

1)呼叫连接，模拟电子商务应用。

IXIA的网络监测与优化软件功能如下：对骨干路由器的metrics进行统计。监测网络单向的时延、包丢失率、包抖动等性能指标，主要用于监测IP网络的核心部分。监测网络环路的时延、包丢失率、路由可达性及稳定性，主要用于监测IP网络的边缘部分。对网络流量进行分析，如网络协议分布、流量大小分布等，可用于ISP的网络管理。有效地区分网络设备的物理地址，可用于安全分析、认证及网络管理。

2.2.测试原理

IXIA可以通过同步电缆把多台测试主机连在一起使用，第一台主机是“Master”，其余的是“Slaves”。可以在主机外接显示器使用，也可以连在网络上远程使用。

测试连接图如下。一般的性能测试过程是通过发送端口发送数据包文，然后经过DUT（被测设备）或者网络，到达接收端口；测试仪对数据报文的传输过程加以分析，得出测试结论。

2.3.硬件安装和配置

2.3.1.检查包装

包装箱内应包括下列内容：

?IXIA100、400或1600主机

?电源线

?固定铁片和螺钉（IXIA100和1600）

?Y分支接线（IXIA400）

?主机间同步线缆

?各种手册文件：

Windows 2000 certificate of authenticity

Scriptmate Users Guide

IxExplorer User’s Guide

Quickstart Guide

Tcl Development Guide

C++ API Development Guide

Ixia Hardware Guide

2.3.2.硬件连接

IXIA测试仪包括了一个内置的PC主机，预装了Windows 2000操作系统和IxServer、IxExplorer 软件。使用时需要外接显示器、PS/2键盘和鼠标，必须配置好TCP/IP网络协议。

IXIA1600、400和100的背面板见下面图示：

FIGURE 1. IXIA 1600背面板

FIGURE 2. IXIA 400背面板（带PS-2键盘和鼠标）

FIGURE 3. IXIA 100背面板（带PS-2键盘和鼠标）2.3.3.配置TCP/IP协议

在Start→Settings→Network and Dialup Connections→Local Area Connection中设置TCP/IP协议属性：

FIGURE 4. 调用网络属性对话

FIGURE 5.本地连接状态

FIGURE 6.本地连接属性

注：配置TCP/IP属性后才可以对测试仪进行远程操作。

2.4.软件安装

IXIA测试仪已经预装了操作系统和测试软件，不需要使用者安装。或者，使用购买设备时提供

的软件解压和安装口令进行安装。Server端和Client端需要安装的程序组件有所不同，Client端不需要安装Server程序组件，具体请参见用户手册。

如发生软件程序问题，请与厂家联系。

2.5.测试操作

2.5.1.1.测试注意事项

1)检查主机各处电缆是否正确连接

2)检查测试仪和被测设备之间是否正确连接

3)明确测试目的和测试内容

4)做好详细的测试纪录

3.IxExplorer使用说明

1)双击Windows桌面的IxExplorer图标，启动IxExplorer。

2)系统配置正常时，Chass 01前面的指示灯为绿色。否则，为红色，可能的原因有：

机架没有插好

网线没有连接RJ-45连接口（远程使用时）

Server程序终止

软件/机架版本搭配不当

错误的机架名称或IP地址

3)修改或添加Chassis。右键点击机架标号（例如Chassis 01）选择属性，常规选项中输入名

称、IP地址和Chassis ID。本机的IP地址可以填写Loopback。

4)常用的测试功能

Explore Network Resources：以树形显示测试仪层次结构，从机架到插卡到端口，并显示每个端口的连接状态。连接时为绿色，未连接时为红色。

Capture View：察看分析从被测设备捕获的数据报文。

Latency View：收集并分析通过一个或多个端口的数据报文的延时。

Statistics View：对端口的数据统计。

Protocol：配置BGP、OSPF、IGMP、RIP、RSVP和IS-IS协议等，用于协议仿真。

Graphics Chassis View：以图形界面显示测试仪机架、插卡、端口的布局、指示灯状态。

可以执行传输和捕获操作。

4.ScriptMate使用说明

1)双击Windows桌面的ScriptMate图标，启动ScriptMate。启动时需要指定测试仪的

Hostname(IP)、Chassis ID，连接显示YES后开始使用。

2)ScriptMate测试程序窗口如下。ScriptMate主要用于自动测试，对测试时间、数据帧和端口

传输表等配置完成后，由测试仪发数据包自动生成测试记录和结果报告。

3)ScriptMate常用测试功能

RFC2544：依据RFC2544标准，对吞吐量、时延、包丢失率和背对背性能进行测试。

RFC2285：依据RFC2285标准所做得测试。

IP Multicast：对组播性能各种参数的测试。

Multi-port Advanced T est Suite (MATS)：多端口配置的性能测试。

Quality of Service (QoS)：QoS性能参数测试。

Border Gateway Protocol：边缘网关协议测试。

4.1.术语介绍

端口映射类型：

MAC地址

当测试二层性能时，要用到测试端口的MAC地址。IXIA测试端口的MAC地址默认值如下表所示：

IP地址

测试IP层时，要用到IP地址。被测设备的端口必须指定源IP地址，并且DUT必须启用IP转发模式，连接在一起的测试仪端口和DUT端口必须在同一网段中，而测试仪所有端口的IP地址不能在同一网段。如下图所示：

4.2.RFC2544测试

1.吞吐量(Throughput)

作为用户选择和衡量交换机性能最重要的指标之一，吞吐量的高低决定了被测设备（DUT）在没有丢帧的情况下发送和接收帧的最大速率。在测试时，我们在满负载状态下进行。该项测试利用二分法测试，直到测试到被测设备在没有丢失帧的情况下的接收和发送帧的最大速率。测试结果用帧/秒表示，测试结果中也会列出每次测试的平均吞吐量。

此项目测试设备正常工作时的速率，是其它指标的基础。测试通过对被测设备所有端口与测试仪表收发环回，测试仪表同时在所有端口加载测试数据（数据流帧长度从最短到最长分别设置），测试设备处理不同帧长数据的不丢包的最快速率。

测试时每个帧长的测试时间长为10秒，测试一对一、双向的吞吐量。测试中要求将被测设备的流控以及一些管理功能关闭。

2.帧丢失率(Frame Loss)

该测试决定交换机在持续负载状态下应该转发，但由于缺乏资源而无法转发的帧的百分比。根据RFC 1242，丢帧率定义为：在稳态负载下由于缺少资源应转发而没有的帧所占的比例。该项指标可以用来描述过载状态下交换机的性能。

它的验证过程是：在一定速率下向被测交换机发一定数量的帧，记录帧的数量为INPUT_COUNTER。统计接收端口收到的帧的数量，记为OUTPUT_COUNTER。丢帧率用下列公式计算：

（INPUT_COUNTER-OUTPUT_COUNTER）×100/ INPUT_COUNTER

丢帧率应在不同负载下测量。首先在最大传输速率（定义见RFC 1242）下测量丢帧率。然后依次对最大传输速率的90%、80%、70%等负载测量丢帧率，直到相邻两遍都没有丢帧。

3.背对背帧(Back-to-Back)

该测试决定交换机在不丢帧的情况下能够持续转发数据帧的数量。根据RFC 1242，背对背帧定义为：对于给定的媒体，从空闲状态开始，以最小合法的时间间隔发送连续的固定长度的帧。该参

数的测试能够反映数据缓冲区的大小。该项测试利用二分法测试，直到测试到被则设备保证不丢失帧所持续的时间。对于每一次测试（all iterations），其传输速率要保持不变。该测试配置为一对一映射。

测试过程：以最小帧间隔发送一定数量（测试时间尽可能长，一般选择120s）的突发帧至被测设备的输入口，记录被测设备正确转发的帧数，如果全部正确转发，增加发送帧数再测试，否则减少发送帧数再测试，直到找到极限值。此项性能与帧长度可能有关，所以需对不同帧长度的数据流分别测试。此项数值反映了交换机处理突发帧的能力。

4.延迟（Latency）

该项指标能够决定数据包通过交换机的时间。根据被测设备采用的不同转发数据的方法，此项测试分为存储前向转发时延，比特前向转发时延（测试从测试帧的第一个比特进入被测设备端口开始至测试帧的第一个比特从被测设备另一个端口离开的时间间隔）。

根据RFC 1242，存储转发模式下延迟定义为：输入帧的最后一位到达输入端口和输出帧的第一位出现在输出端口的时间间隔，即LIFO(Last In First Out)延迟。快速转发模式下延迟定义为：输入帧的第一位已到达输入端口和输出帧的第一位出现在输出端口的时间间隔。对于交换机而言，延迟是衡量交换机性能的又一重要指标，延迟越大说明交换机处理帧的速度越慢。另外,网管型交换机和非网管型交换机由于系统负载不同、处理方式的区别，在帧转发延迟上会存在较大差异。最初将发送速率设定为吞吐量测试中获得的速率，在指定间隔内发送帧，一个特定的帧上设置为时间标记帧。标记帧的时间标签在发送和接收时都被记录下来，二者之间的差异就得出延迟时间。该测试配置为一对一映射。测试时我们采用全端口1对1、双向测试，速率为100%线速。

4.3.RFC2285测试

4.3.1.RFC2285测试配置参数一览表

1.错误帧过滤（Frame Error Filtering）

该测试项目决定交换机能否正确过滤某些错误类型的帧，比如过小帧、超大帧、CRC错误帧、Fragment、Alignment错误和Dribble错误。过小帧指的是小于64字节的帧，包括16、24、32、63字节帧；超大帧指的是大于1518字节的帧，包括1519、2000、4000、8000字节帧；Fragment指的是长度小于64字节的帧；CRC错误帧指的是帧校验和错误；Dribble帧指的是在正确的CRC校验帧后有多余字节，交换机对于Dribble帧的处理通常是将其更正后转发到正确的接收端口；Alignment 结合了CRC错误和dribble错误，指的是帧长不是整数的错误帧。该测试配置为一对多映射。

2.地址缓存容量（Address Cache Size）

地址缓存容量是指交换机机在不广播或丢失帧的情况下，能存储的最大MAC地址表。

该项测试利用二分法测试法来测试交换机每个端口的地址表大小，用用户定义的地址表大小的一半作为初始值。在每次测试中，首先传送学习帧，然后数据帧以用户定义的速率发送，查看被测设备是否正确学习到所有的地址。如果没检测到帧丢失和帧广播，地址表的大小将增加并重复测试，直到地址表的大小确定为止。如果交换机只有一个地址表，则只需把一个端口作为传输端口，其它端口作为接收端口进行测试。如果每个端口均有一个地址表，则应对每一端口进行同样的测试。该测试配置为一对多映射。

3.地址速率（Address Rate）

在不广播或丢失帧的情况下交换机能学习MAC地址的最大速率。当交换机收到一MAC帧后，交换机首先在MAC地址表中查找帧的目的地址，如果找到，交换机记住对应的端口号，然后交换机在MAC地址表中查找源MAC地址，如果没找到，则学习源MAC地址到MAC地址表中，如果找到了，重置对应的老化时间。然后交换机根据查找目的MAC地址的结果来处理帧，若找到，从对应端口转发出去，若没找到，则把帧广播出去。

该测试与RFC2544中吞吐量的测试很相近。在每次测试中，多播帧以用户规定的速率进行传输。记录每个接收端口上接收到的帧，并计算接收速率。该项测试为一对多映射，且每次只能有一个端口进行传输。

4.广播帧速率（Broadcast Rate）

该项测试决定了被测设备在不丢失帧的情况下接收和发送广播帧的最大速率。数据帧最初以用户指定的速率发送，通常情况下，帧的发送速率的最大理论值取决于端口配置的速率。该项测试使用二分法测试法重复测试，直到广播帧速率确定为止。最终结果应在一个可接受的速率范围内。该测试配置为一对多映射，但每次只有一个端口在发送，接收广播帧的端口应是在配置时指定能接收的端口。测试结果为每种帧的吞吐量速率。

5.背压（Back-Pressure）

该测试决定交换机能否支持在阻止将外来数据帧发送到拥塞端口时避免丢包。一些交换机当发送或接收缓冲区开始溢出时通过将阻塞信号发送回源地址实现背压。交换机在全双工时使用IEEE802.3x流控制达到同样目的。该测试通过多个端口向一个端口发送数据检测是否支持背压。如果端口设置为半双工并加上背压，则应该检测到没有帧丢失和碰撞。如果端口设定为全双工并且设置了流控，则应该检测到流控帧。如果未设定背压，则发送的帧总数不等于收到的帧数。该测试配置为多对一映射。该项测试结果为接收到的帧数目、冲突帧数目和丢失帧的百分比。

在背压式流控下，当接收端口的缓冲区已满时，接收端口会发送一JAM信号(冲突加强信号)给源端口。源端口收到JAM信号后会停止发送报文，过一段随机时间后，源端口继续向目的端口发送报文。

在全双工流控下，当接收端口的缓冲区已满时，接收端口会发送一PAUSE帧给源端口。源端口收到PAUSE帧后会停止发送报文，停止发送的时间由PAUSE帧中的PAUSE-TIME值决定。当

接收端口已经处理完帧后接收端口会向涛端口发送一PAUSE帧，其中PAUSE-TIME值为0，源端口接收到该帧后，继续向目的端口发送报文。

PAUSE帧是一种特殊的MAC控制帧，其目的地址为组播地址(01-80-C2-00-01-……)，交换机会主动接受，不会转发。其PAUSE-TIME字段值为0到65625，以512bit时间为最小单位。其帧格式如下图所示：

6.线头阻塞（Head of Line Blocking，HOL）

该测试决定拥塞的端口如何影响非拥塞端口的转发速率。线头阻塞（Head-of-line）指外出端口上的拥塞限制了通往非阻塞端口的吞吐量，与过载无关。线端阻塞通常存在于那些采用输入排队的交换机，由于队列头有转发到阻塞端口的帧，造成后继转发到非阻塞端口的帧也必须等待，从而形成线端阻塞。而对于那些采用输出排队的交换机，线端阻塞现象将不存在。对于没有流量控制功能的交换机，由于不存在阻塞现象，故也不存在线端阻塞现象。

测试线端阻塞的目的是确定当交换机存在拥塞端口时交换机其它端口是否会丢帧或降低速率。

如果端口设置为半双工模式，则拥塞控制可以检测到冲突；如果端口设置为全双工并启用流量控制，则可检测到流量控制帧。最简单的设置是，使端口A和B向端口C发送数据形成拥塞端口，而A也向端口D发送数据形成非拥塞端口。结果将显示收到的帧数，碰撞帧数和丢帧率。

测试方法：选择四个端口（A、B、C、D）为例，A向B以线速发连续数据帧，使B端口拥塞，C端口则同时以50%的线速向B、D发送相等流量的连续数据帧，从D端口的包接收情况验证交换机能否消除线端阻塞，高性能的交换机不但能保证D端口不存在丢包，并且C到D的最大转发速度能达到线速的50%。而完善的流控功能则可保证B也不丢包，丢包率为0。

7.One-to-Many Throughput

该项测试决定了交换机在不丢帧的情况下从一个端口（如一个1000M端口）向多个端口（如多个100M端口）接收和转发帧的最大速率。该测试配置为一对多映射。每次只能有一个端口组（一个发送端口和多个接收端口）进行测试。

8.Many-to-One Throughput

该项测试决定了交换机在不丢帧的情况下从多个端口（如多个100M端口）向一个端口（如一个1000M端口）接收和转发帧的最大速率。该测试配置为多对一映射。每次只能有一个端口组（一个接收端口和多个发送端口）进行测试。测试时分别要对单向和双向两方面进行测试。

9.Many-to-Many Mesh

该测试用来决定从交换机所有端口传输来的帧时丢失帧的总数和从所有端口接收到的帧的总数。在测试时假定发送端口和接收端口的数目一样。也就是说，每个传输端口必须接收其它所有端口发送来的帧。

该测试用来决定交换机在所有自己的端口都接收数据时所能处理的总帧数。交换机的每个端口在以特定速度在接收来自其他端口数据的同时，还以均匀分布的、循环方式向所有其他端口发送帧。我们在测试千兆骨干交换机时采用全网状方法获得更为苛刻的测试环境。

该项测试有两种类型可供选择：round-robin和peak-load。

10.全网状

11.部分网状

该测试在更严格的环境下测试交换机最大的承受能力，通过从多个发送端口向多个接收端口以网状形式发送帧进行测试。此项测试中，应采用单向传输配置。我们使用该测试方法用于千兆接入交换机测试中，其中将每个1000M对应10个100M端口，而剩余的100M端口实现全网状测试。

4.4.QOS测试

Many to One：多个端口同时向一个端口发送报文。每个发送端口具有不同的优先级，查看接收端口是否按端口优先级顺序接收报文。

One to Many：一个端口同时向多个端口发送具有不同优先级的报文。查看接收端口所接收报文的百分比。

Flow Ratio：此项测试与Many to One测试相似，只不过在每次测试中，发送端口的发送速率会增加或减少。

4.5.IP Multicast

测试环境的搭建：Array Mixed ClassThroughput

两种传输模式：

单播帧与多播帧的传输速率用总带宽的百分比来表示。如以线速发送64字节的帧时，每秒发送的帧数为148810帧每秒，如果80%的带宽用于传输单播帧，20%的带宽用于传输多播帧，则单播帧的发送速率为119048帧每秒，多播帧的发送速率为29762帧每秒。

多播和单播帧速率固定，传输帧的总数所占百分比也固定。如发送64字节的帧，发送速率均为线速值，即多播帧和单播帧均以148810帧每秒发送。

Multicast Latency

此项测试传输速率必须小于DUT的多播吞吐率。

4.6.Advanced Tcl Script Suite (ATSS)