Программа iPerf: 20+ альтернатив для продвинутых специалистов!
В статье проводится сравнение возможностей утилиты и аппаратных сетевых тестеров для тестирования каналов с интерфейсом Ethernet в процессе монтажа и эксплуатации. На примере конкретных моделей приборов иллюстрируются типичные задачи, с которыми сталкиваются как оператор, так и пользователь канала.
В статье рассмотрен типовой технический инструментарий, с помощью которого пользователь может получить объективную оценку работы арендуемого у оператора канала. Материал ориентирован на инженеров и руководителей сетевых департаментов операторов и корпоративных ИТ-структур.
Зачем проводить тестирование каналов Ethernet?
В сетях с коммутацией пакетов оператор и заказчик не этапе формирования SLA (service level agreement) фактически не могут определить уровень качества работы канала. Ethernet не стандартизирован для применения на сетях связи РФ. И в общем случае на рынке услуг связи сегодня де-факто сложилось так, что каждый конкретный контракт на аренду канала Ethernet описывает те уровни качества, которые пользователь считает приемлемым. Поэтому условия в каждом контракте значительно разняться.
Следствием такой ситуации является то, что четких представлений о том, как будет работать приобретаемая услуга нет. Всякий раз, подписывая контракт и сдавая канал заказчику, операторы делают это так, как позволяет их собственный внутренний технический и юридический регламенты. В свою очередь, заказчик услуги с каждым оператором будет иметь разные параметры.
Поэтому средства мониторинга и тестирования каналов Ethernet - это не роскошь, а насущная необходимость. Трата денег и времени на это - вынужденная мера. С этой необходимостью ежедневно работает и расходует немалые ресурсы любой оператор или интегратор, предоставляющий такие услуги. С этой необходимостью рано или поздно сталкивается и каждый заказчик услуги, не желающий покупать сервисы «вслепую» и принимать «на веру» информацию о качестве работы канала от поставщика услуги.
Средства тестирования каналов Ethernet
Существует несколько основных средств, с помощью которых тестирование и устранение проблем в каналах Ethernet реализуется на практике.
- Встроенные программные средства: EMS операторского класса, специальные системы мониторинга Zabbix, PRTG и другие, требующие для развёртывания SNMP/MIB-ов; функционал проприетарных ОС каналообразующего оборудования; средства контроля линков в софте современных УПАТС; дополнительные средства внутри основного клиент-серверного приложения, оценивающие качество канала связи клиент-сервер, и т.п.
- Специализированные сетевые тестеры и анализаторы: LanMaster 30, LANExpert 80 (от «рук и глаз» линейных инженеров Softing (Psiber)) и универсальных Elektronika LAN ELT 10 , до продвинутых, подходящих для ЦОДов NETSCOUT 1T10G-1000 и МАКС-ЕМК-E.
- Универсальные программные средства – бесплатная кроссплатформенная консольная клиент-серверная утилита для тестирования пропускной способности сети iPerf.
С проприетарным (иногда бесплатным с ограничением функциональности) софтом работают и операторы и заказчики. Как правило, об эффективности такого решения можно говорить только с учетом его масштаба. Например, распределённая VPLS сеть одного из очень больших банков РФ реализована на ресурсах десятков различных операторов и сведена в единый мониторинг и управление, с которым работает отдельное предприятие-дочка этого банка. По-другому контролировать большую распределенную арендованную инфраструктуру невозможно.
Другой масштаб - это повсеместно распространенная практика проверки связности точка-точка в сети с помощью ноутбука и утилиты iPerf (чаще на ОС Windows, скачать программу можно бесплатно на официальном сайте: iPerf.fr,последняя версия - iPerf3).
Недостатки утилиты iPerf
Почему же использование клиент-серверной программы iPerf является очень ограниченно применимым и неподходящим для эффективных точных оценок?
Во-первых, возможности используемого компьютера способны генерировать и анализировать трафик с помощью этой утилиты на скорости не более 40-50 Мбит/с. Во-вторых, и это основная причина, - организационно-технические ограничения (см. сравнительную таблицу).
Таблица сравнительных характеристик
|
|
iPerf (любые версии) |
Аппаратное тестирование, например, прибором Softing LANExpert 85S или другим (см. далее по тексту) |
|
Подготовка к работе |
Два одинаковых ноутбука с ОС Linux (на стороне сервера и клиента). Два инженера (как правило) для производства работ. |
Два прибора для тестирования (используйте составленные специально наборы, такие как например NETSCOUT LR-G2-KIT). Два техника для производства работ. Технологическая карта работ. |
|
Производство измерений.
|
Использование флагов утилиты каждый раз зависит от конкретных задач измерений. Вручную задаются ключевые параметры: UDP/TCP – l1470 (фрейм) – b 50M (bandwidth) и другие. Каждое последующее тестирование скорее всего будет отличаться от предыдущего.
|
Алгоритмы теста реализуются прибором в полном соответствии с RFC-2544 и Y.1564. Эти алгоритмы более точные, чем при генерировании трафика утилитой iPerf. Например, прибор последовательно генерирует поток Ethernet с кадрами размером 64, затем 128, затем 1280, 1500 байт и т.д., нагружая канал до 80% его пропускной способности и каждый раз считая ошибки packet loss и величину latency; при достижении порога ошибок по одному из параметров прибор снижает скорость потока c шагом 10%, фиксирует откат по ошибкам на заданном уровне при заданном снижении скорости, записывает результат в итоговый отчет и подает следующий поток со следующим размером фрейма и так далее. Такая логика тестирования, прописанная в RFC-2544, не реализуема при использовании iPerf. Профили измерений прибор можно сохранить и для последующего тестирования того же ресурса и оценки динамики качества. |
|
Время |
Вручную, -t 900, например |
Автоматически, в соответствии с заданными начальными условиями. Например, тест для кадра одного размера будет быстрее, чем для нескольких. Также для уменьшения времени тестирования до нескольких минут можно выбрать из блока RFC2544 только, например, throughput. Прибор сам рассчитает время по алгоритму RFC2544. |
|
Интерпретация результатов измерений. |
Снятие результатов в формате txt или скриншот |
Pdf, XML и др. Результаты прибор выдает в готовом виде (см. пример ниже). Интерпретировать можно сравнив SLA в договоре и соответствующий параметр в тесте. |
|
Кто может правильно интерпретировать результаты для технического заключения |
Только инженер. Проанализировав вывод с обоих ноутбуков (при симметричном тестировании клиент и сервер должны меняться местами; после окончания тестирования сервер присылает результат клиенту). Оценка довольно часто бывает сложной и субъективной, т.к при измерении iPerf пороги не задаются. Пример: 3-5% потерь на пакетах размером 64 байта и нулевые потери на пакетах 1518 байт - это как правило не означают непригодности канала к эксплуатации. |
Менеджер, техник, сменный инженер. |
|
Основное ограничение |
Канал не более 40-50 Мбит/с. Генерирование трафика большего объема существенно искажает результаты работы программы. |
Нет ограничений До 1G – Связь Прибор ATLAN До 10G - сетевой тестер OneTouch AT10G |
Следует учитывать общепринятую практику: гарантировать качество работы канала возможно при его загрузке не более 80%. Причины этого ограничения чисто технические, например, механизм WRED Cisco и др. Жаловаться провайдеру на «зависания» приложений при «полке» на канале - бесполезно. 100 Мб канал iPerf скорее всего даже не сможет загрузить до величины 80%. А прибор, например, МАКС-ЕМК-E легко и технически корректно решает эту задачу.
Примеры отчетов о тестировании каналов Ethernet
iPerf:
pc-900 admin # iPerf -u -c 10.10.10.2 -t 900 -b 9.67M -l 1470 -i 5
------------------------------------------------------------
Client connecting to 10.10.10.2, UDP port 5001
Sending 1470 byte datagrams
UDP buffer size: 160 KByte (default)
------------------------------------------------------------
[ 3] local 10.10.10.1 port 35164 connected with 10.10.10.2 port 5001
[ ID] Interval Transfer Bandwidth
[ 3] 0.0-900.0 sec 1.01 GBytes 9.67 Mbits/sec
[ 3] Sent 740133 datagrams
[ 3] Server Report:
[ 3] 0.0-900.0 sec 1.01 GBytes 9.67 Mbits/sec 2.083 ms 0/740128
(0%)
[ 3] 0.0-900.0 sec 1 datagrams received out-of-order
pc-900 admin # iPerf -u -c 10.10.10.2 -t 900 -b 6.67M -l 100 -i 5
------------------------------------------------------------
Client connecting to 10.10.10.2, UDP port 5001
Sending 100 byte datagrams
UDP buffer size: 160 KByte (default)
------------------------------------------------------------
[ 3] local 10.10.10.1 port 48011 connected with 10.10.10.2 port 5001
[ ID] Interval Transfer Bandwidth
[ 3] 0.0-900.0 sec 719 MBytes 6.70 Mbits/sec
[ 3] Sent 7541835 datagrams
[ 3] Server Report:
[ 3] 0.0-899.9 sec 719 MBytes 6.70 Mbits/sec 0.116 ms
99/7541803 (0.0013%)
[ 3] 0.0-899.9 sec 1 datagrams received out-of-order
Аппаратный тест (сетевой тестер)
Рекомендации и примеры оборудования для тестирования каналов Ethernet без использования iPerf
По общему признанию специалистов связи, сегодня, как и ранее, ни один значимый проект по строительству и эксплуатации сети связи не может обойтись без применения контрольно-измерительных приборов (КИП) как на этапе монтажа, так и для последующего обслуживания сети. Правильная организация эксплуатации сервисов с поддержанием подписываемых в SLA уровней QoS на сетях связи без наличия аппаратного ресурса КИП невозможна. Сегодня линейка измерительного и диагностического оборудования для аппаратного тестирования каналов Ethernet обширн, всегда есть возможность выбрать хороший прибор под свои задачи по оптимальной цене.
На СКС в бизнес центре будет много работы у недорогого сетевого тестера Softing (Psiber) LanMaster 30 или Softing LanMaster 26 PoE Link. Прозвонить патч-панель и межэтажную кроссировку, найти PoE на порту, определить проблему с дуплексностью – это им по силам. В кроссовом хозяйстве без них не обойтись.
Дополнительно можно получить подробную картину по физическому состоянию кабеля, вплоть до места замокания или «где мышь погрызла» (что особенно обидно - перекусив одну-две жилы, мышь бросает это занятие, а у вас проблема с кабелем остается). Для такой тонкой работы подойдёт тестер Связьприбор LAN Test - анализатор ETHERNET 10/100. Разобравшись с кабелем, он определит активность и проверит связность сегментов в сети. Недорого и эффективно. Если у вас старая UTP СКС инфраструктура – это незаменимое решение!
Если вам посчастливилось стать обладателем коаксиальной кабельной инфраструктуры, Softing CableMaster 800 – отличный выбор для траблшутинга таких СКС. Если вы обслуживаете «хвосты» TV приставок в многоквартирном доме, то Softing NetXpert 1400 - будет незаменим для обслуживающего дом техника.
Fluke Networks CIQ-KIT – это набор с любимым уже много лет всеми связистами надежным и понятным «флюком», который в умелых руках техника снимает практически любые вопросы по инфраструктуре СКС в масштабах здания, кампуса, АТС, ЦОДа на любых кабелях (UTP, 75Ом, ТЛФ).
Для паспортизации «последней мили» по RFC2544, поиска неисправной части составного канала, анализа качества транспортных Ethernet линков точка-точка (своих и арендованных) оператору прекрасно подойдут: Greenlee DataScout 1G-BAS, МАКС-ЕМК-E, МАКС-ЕМ или Elektronika LAN ELT 10. То же самое с оптическими линками обслужит Softing LANExpert 85S. Если вы клиент такого оператора и в вашем штате есть IT отдел и связисты, то те же приборы позволят вам разговаривать с оператором на одном языке, добиваясь от него точного соблюдения SLA.
Наборы NETSCOUT LR-G2-KIT и NETSCOUT LR-G2-LS-KIT будут незаменимы для небольшого оператора и собственника бизнес-центра, особенно если в своей локальной инфраструктуре они уже активно используют коммутаторы с PoE 802.3 at вместо af. Набор измерений этих китов позволяет в основном анализировать LAN и частично MAN. Есть отдельно функционал для Wi-Fi (набор NETSCOUT ACKG2-LRAT2000 - комплект из двух тестеров: AirCheck G2 KIT и Linkrunner AT 2000 KIT). Полезен дружелюбный пользовательский интерфейс входящего в эти киты LinkRunner G2 - с проведением некоторых основных работ сможет справиться техник, а инженер нужен только для разработки эксплуатационной документации для техников.
Если после M&A вы, как оператор, приросли «чужими» сетями, или вам - не оператору - достался офис с чужой локалкой «в наследство», то незаменим будет функционал набора NETSCOUT LR-G2-LS-KIT (опрос коммутатора по CDP, LLDP, EDP, определение типа коммутатора, номера порта). С этим оборудованием ваши специалисты смогут проверить и восстановить схемы сетей, на которые у вас недостаточно документации. Это дешевле, чем строить новую сеть.
Для паспортизации и эксплуатации больших MAN проектов с ЦОД-ами есть анализатор NETSCOUT OPVXG-EXPTPLUS. Этот комбайн делает многое: анализ маршрута, сканирование, сниффирование и многое другое.
Полезные советы инженеру по тестированию каналов Ethernet
Сначала всё может показаться сложным, даже элементарный Softing LanMaster 26 PoE Link. Проделайте работу несколько раз в лабораторных условиях «на рабочем столе» или в учебном классе на заведомо известном куске кабеля, сегменте сети. И на объекте всё получится.
Всегда держите в голове OSI модель и двигайтесь снизу вверх: включите кабель, посмотрите на линк (4 пары проводов в гиговом UTP 5e, или поднялся оптический линк в WDM SFP паре, потому что не перепутаны лямбды, если вы на оптике), проверьте скорость и дуплексность (NO half duplex, только FD!), поднимите связность на L3, пропинговав тестируемый линк, и только после этого запускайте тесты. Только в такой последовательности.
Чем полнее и однозначнее результаты тестирования, тем сложнее их «обесценить» и оспорить; копипасты с каких-то компьютеров с не всегда понятными и обоснованными флагами iPerf имеют меньший вес, чем протоколы и графики RFC-2544, снятые с анализатора Ethernet Greenlee DataScout 1G-BAS.
И последний совет от дипломированных менеджеров качества: «нельзя экономить на качестве, ибо качество – это и есть экономия».
См. также:
