1、背景

2023年1月5日,金睛云華發(fā)布了全球首款基于通用服務(wù)器的100G全包捕獲與溯源產(chǎn)品【1】,可能會(huì)有人疑惑,“面對(duì)持續(xù)性100Gbps小包流量,線速捕獲和存儲(chǔ)寫(xiě)入是否可以達(dá)到聲稱的性能?”、“Cisco Trex是開(kāi)源的系統(tǒng),一切皆有可能”。但我們可以肯定,全流量威脅取證系統(tǒng)(TFS-100G)不僅能持續(xù)線速捕獲100Gbps小包流量,并且可以實(shí)時(shí)壓縮存儲(chǔ)到文件系統(tǒng)。為了證明這一點(diǎn),國(guó)際權(quán)威測(cè)試儀廠商思博倫(Spirent)為金睛云華提供了一臺(tái)Spirent N11U,利用100G測(cè)試板卡對(duì)TFS-100G產(chǎn)品的捕獲和存儲(chǔ)性能進(jìn)行了極限測(cè)試。

2、測(cè)試環(huán)境

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜏y(cè)試環(huán)境,首先通過(guò)思博倫(Sprient)設(shè)備生成100Gbps測(cè)試流量到交換機(jī),再?gòu)慕粨Q機(jī)鏡像100Gbps流量發(fā)送到TFS-100G設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜏y(cè)試環(huán)境如圖1和圖2所示。

圖 1 測(cè)試網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

圖 2 測(cè)試環(huán)境

3、100Gbps混合流量基準(zhǔn)測(cè)試

首先進(jìn)行TCP隨機(jī)包長(zhǎng)測(cè)試,最小包長(zhǎng)設(shè)置為64字節(jié),最大包長(zhǎng)設(shè)置為1518字節(jié),以便更好地模擬現(xiàn)網(wǎng)中混合數(shù)據(jù)包大小的網(wǎng)絡(luò)工作負(fù)載,使其類似于網(wǎng)絡(luò)上通用數(shù)據(jù)包速率和帶寬負(fù)載。

100Gbps混合流量基準(zhǔn)測(cè)試過(guò)程,思博倫(Sprient)設(shè)備參數(shù)設(shè)置。具體設(shè)置如圖 3所示,具體描述如下:灰色標(biāo)識(shí),表示隨機(jī)數(shù)據(jù)包長(zhǎng)生成算法類型選擇;藍(lán)色標(biāo)識(shí),表示最小包長(zhǎng)設(shè)置為64字節(jié),最大包長(zhǎng)設(shè)置為1518字節(jié);黃色標(biāo)識(shí),表示以太網(wǎng)幀間距為12字節(jié);綠色標(biāo)識(shí),表示持續(xù)325s生成隨機(jī)數(shù)據(jù)包。

圖 3 混合流量基準(zhǔn)測(cè)試,思博倫設(shè)備參數(shù)設(shè)置

(2) 100Gbps混合流量基準(zhǔn)測(cè)試過(guò)程,思博倫(Sprient)設(shè)備100Gbps混合流量生成。如圖 4所示,思博倫(Sprient)測(cè)試儀以97.53Gbps的數(shù)據(jù)速率和15.4Mpps的數(shù)據(jù)包速率生成,這些通常都被認(rèn)為是非常繁重的工作負(fù)載,許多100G交換機(jī)也無(wú)法以此速率轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

圖 4 混合流量基準(zhǔn)測(cè)試,思博倫設(shè)備生成100Gbps混合流量

(3)100Gbps混合流量基準(zhǔn)測(cè)試過(guò)程,TFS-100G數(shù)據(jù)包捕獲和全流量落盤(pán)存儲(chǔ)。混合流量打流過(guò)程中,如圖 5所示,對(duì)于TFS-100G的數(shù)據(jù)包實(shí)時(shí)捕獲情況,L2層瞬時(shí)吞吐量為97.53Gbps,L1層瞬時(shí)吞吐量為100Gbps。

圖 5 混合流量基準(zhǔn)測(cè)試,TFS-100G測(cè)試過(guò)程中數(shù)據(jù)包捕獲狀態(tài)

(4)思博倫設(shè)備生成100Gbps混合流量打流結(jié)束,如圖 6所示,325s時(shí)間窗口內(nèi),思博倫設(shè)備總計(jì)生成5,009,315,959個(gè)數(shù)據(jù)包,比特?cái)?shù)為31,698,509,452,912,思博倫測(cè)試儀顯示的是發(fā)包/收包的比特?cái)?shù),如圖 7所示,TFS-100G設(shè)備總計(jì)捕獲到5,009,315,959個(gè)數(shù)據(jù)包,共3,962,313,681,614字節(jié),TFS上顯示的是收包的字節(jié)數(shù),思博倫測(cè)試儀顯示的比特?cái)?shù)轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)為31,698,509,452,912 /8=3,962,313,681,614。對(duì)于落盤(pán)存儲(chǔ),通過(guò)“pcapinfos”程序讀取并分析TFS-100G設(shè)備上保存的pcap數(shù)據(jù)。該工具類似于Wiresharks capinfos,只是它的運(yùn)行速度更快,并且可以針對(duì)TFS-100G系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證。如圖 8所示,TFS-100G已保存5,009,315,959個(gè)報(bào)文,TFS-100G已保存有效載荷3,962,313,681,614字節(jié)(不包括PCAP文件頭,每幀的幀頭和crc校驗(yàn)符)。通過(guò)單個(gè)pcap信息可以看出每線程每秒25.7萬(wàn)PPS和1626Mbps,換算成整機(jī)流量約等于97.5Gbps(整機(jī)60線程)。最后,通過(guò)TFS-100G的數(shù)據(jù)包捕獲分析和落盤(pán)數(shù)據(jù)的反向分析,多個(gè)角度驗(yàn)證了TFS-100G的捕獲和存儲(chǔ)性能,圓滿完成了思博倫100Gbps混合流量的基準(zhǔn)測(cè)試。

圖 6 混合流量基準(zhǔn)測(cè)試,思博倫設(shè)備生成混合流量統(tǒng)計(jì)

圖 7 混合流量基準(zhǔn)測(cè)試,TFS-100G數(shù)據(jù)包捕獲結(jié)束統(tǒng)計(jì)信息

圖 8 混合流量基準(zhǔn)測(cè)試,pcapinfos對(duì)TFS-100G落盤(pán)PCAP包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析

4、100Gbps 64字節(jié)小包極限測(cè)試

混合流量是基準(zhǔn)測(cè)試,但這種測(cè)試場(chǎng)景并沒(méi)有真正把TFS-100G產(chǎn)品性能推到極限。對(duì)于100G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,其限制通常是每秒處理的數(shù)據(jù)包數(shù)。例如,許多100G交換機(jī)只能以100Gbps(48Mpps)的線速轉(zhuǎn)發(fā)256字節(jié)數(shù)據(jù)包。而64字節(jié)數(shù)據(jù)包在100Gbps時(shí)將達(dá)到148.8Mpps,這是100Gbps的極限場(chǎng)景。對(duì)于TFS-100G產(chǎn)品,即使對(duì)于148.8Mpps的64字節(jié)小包,也可以做到線速捕獲,不會(huì)丟失任何數(shù)據(jù)包,這就意味著TFS-100G每秒需要處理高達(dá)148.8M個(gè)數(shù)據(jù)包,即148.8Mpps極端情況下TFS-100G零丟包!

(1)100Gbps 64字節(jié)小包極限測(cè)試過(guò)程,思博倫(Sprient)設(shè)備全線速64字節(jié)數(shù)據(jù)包生成過(guò)程如圖 9所示,當(dāng)前包速為148.8Mpps,并持續(xù)運(yùn)行。

圖 9 小包極限測(cè)試,思博倫設(shè)備生成100Gbps 64字節(jié)小包流量

(2)100Gbps 64字節(jié)小包極限測(cè)試過(guò)程,TFS-100G數(shù)據(jù)包捕獲和全流量落盤(pán)存儲(chǔ)。小包極限測(cè)試打流過(guò)程中,如圖 10所示,對(duì)于TFS-100G的數(shù)據(jù)包實(shí)時(shí)捕獲情況,L2層瞬時(shí)吞吐量為76.19Gbps,L1層瞬時(shí)吞吐量為100Gbps。

圖 10 小包極限測(cè)試,TFS-100G測(cè)試過(guò)程中數(shù)據(jù)包捕獲狀態(tài)

(3)思博倫設(shè)備生成100Gbps 64字節(jié)小包流量打流結(jié)束,如圖 11所示,355s時(shí)間窗口內(nèi),思博倫設(shè)備總計(jì)生成52,827,380,952個(gè)數(shù)據(jù)包, 比特?cái)?shù)為27,047,619,047,424,思博倫測(cè)試儀顯示的是發(fā)包/收包的比特?cái)?shù)。如圖 12所示,TFS-100G設(shè)備總計(jì)捕獲到52,827,380,952個(gè)數(shù)據(jù)包,共3,380,952,380,928字節(jié), TFS上顯示的是收包的字節(jié)數(shù),思博倫測(cè)試儀顯示的比特?cái)?shù)轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)為27,047,619,047,424/8=3,380,952,380,928。對(duì)于落盤(pán)存儲(chǔ),通過(guò)“pcapinfos”程序讀取并分析TFS-100G設(shè)備上保存的pcap數(shù)據(jù)。該工具類似于Wiresharks capinfos,只是它的運(yùn)行速度更快,并且可以針對(duì)TFS-100G系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證。如圖 13所示,TFS-100G已保存52,827,380,952個(gè)報(bào)文,TFS-100G已保存有效載荷3,380,952,380,928字節(jié)(不包括PCAP文件頭,每幀的幀頭和crc校驗(yàn)符)。通過(guò)單個(gè)pcap信息可以看出每線程每秒248萬(wàn)PPS和1270Mbps,換算成整機(jī)流量約等于76.2Gbps(整機(jī)60線程)。最后,通過(guò)TFS-100G的數(shù)據(jù)包捕獲分析和落盤(pán)數(shù)據(jù)的反向分析,多個(gè)角度驗(yàn)證了TFS-100G的捕獲和存儲(chǔ)性能,圓滿完成了思博倫100Gbps64字節(jié)小包極限測(cè)試。

圖 11 小包極限測(cè)試,思博倫設(shè)備生成混合流量統(tǒng)計(jì)

圖 12 小包極限測(cè)試,TFS-100G數(shù)據(jù)包捕獲結(jié)束統(tǒng)計(jì)信息

圖 13 小包極限測(cè)試,pcapinfos對(duì)TFS-100G落盤(pán)PCAP包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析

感謝國(guó)際權(quán)威測(cè)試儀廠商思博倫(Spirent)的支持,為金睛云華提供了一臺(tái)Spirent N11U,利用100G測(cè)試板卡對(duì)TFS-100G產(chǎn)品的捕獲和存儲(chǔ)性能進(jìn)行了極限測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果再次證明全球首款基于通用服務(wù)器的100G全包捕獲與溯源產(chǎn)品的核心能力和金睛云華的引擎技術(shù)積累。“TFS-100G揚(yáng)帆,思博倫護(hù)航”,金睛云華將會(huì)以持續(xù)創(chuàng)新的理念繼續(xù)引領(lǐng)全流量存儲(chǔ)和溯源市場(chǎng)。

引用【1】:《金睛云華發(fā)布全球首款基于通用服務(wù)器的100G全包捕獲和溯源產(chǎn)品》

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