smartbits – Performance 網卡效能測試

前面試過幾種封包的測試,我們還可以透過 smartbits 測試出較精準網卡速度,所需要的 Server 必須要有兩個網路埠. smartbits 所需的網路埠也一樣是兩個而實際的接圖如下:

在開始前你必須先知道大概 smartbits 的 SmartWindow – https://benjr.tw/4208,transmit Setup – https://benjr.tw/4329 和 SmartCounters – https://benjr.tw/4313 的使用方式.設定大概需要以列幾步驟:

• Linux – IP Forwarding
• Smartbits – Streams Setup(Transmit Setup) – SmartMetric Mode
• Smartbits – Layer3 Send ARP Requests
• Smartbits – Group Start

IP Forwarding

這兩個網路埠必須同屬一台 Server 上,為了讓這兩個埠相通,在 Linux 下必須開啟 IP Forwarding 的功能.要讓 IP Forwarding 生效最快的方式就是直接更改 /proc/sys/net/ipv4/ip_forward 的值,但這方式在下次開機後會失效.

[root@benjr ~]# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

還是要更改設定檔,這樣下次開機一樣有效,並使用指令 sysctl -p 讓他立即生效.

[root@benjr ~]# vi /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@benjr ~]# sysctl –p

這一次的效能測試主要是透過 TCP/IP Layer 3 的方式去測試,所以需要將剛剛那兩個埠設定固定 IP 並將他們啟動.

[root@benjr ~]# ifconfig eth0 192.1.1.1
[root@benjr ~]# ifconfig eth1 192.2.1.1

Streams Setup(Transmit Setup) – SmartMetric Mode

回到我們的 Smartbits 的 SmartWindow 這邊的設定會以 SmartMetric Mode 為主.如果前面將預設改為 Traditional Mode,透過修改 SmartMetrics Ethernet Cards 值可以回到 SmartMetric Mode 從 Options / Preferences / General / SmartMetrics Ethernet Cards 來修改, 預設是有勾選 Default to SmartMetrics mode for all SmartMetrics capable-modules.(也就是 SmartMetric Mode).

或是在埠按 SmartMetric Mode 再去設定 Transmit Setup.. 一樣可以設定.

預設的值大多都不需要改變.

• Interframe Gap (IFG)這邊指的是封包可傳送的最小間隔時間,速度會因為網卡的速度而不同,通常速度越快的網卡可間隔時間越小,如 10M: 9.6 微秒. 100M: 0.96 微秒. 1G: 0.096 微秒. 微秒( us : 0.000001  10的負6次方)
• Mode傳輸封包模式有 Continuous(不間斷的傳輸封包) , Single(傳送指定個數封包) ,multiburst(在指定時間內傳輸指定個數封包) , cont multiburst ,echo
• Stream Header Length64-byte 適用於 IPV4 而 128Byte 適用於 IPV6
• Background傳送的封包內容值,可以透過 Background 來選擇 A 或者是 B

在 smartWindow 中選擇要傳送的埠上按右鍵設定 Transmit Setup .因為是 SmartMetric Mode 這邊要新增傳送封包格式時只要選擇 “Add”. 其中最主要的設定是 Frame Length 訊框長度.我把他設定為最長的訊框格式 1514 nytes (標準訊框最大可以為 1518 bytes – 4bytes,FCS:frame check sequence)

在 PC / Server 環境下當 Frame Length 過小容易造成 Buffer 一下就滿了,進而造成封包的遺失這樣在效能表現上反而無法達到最大值.所以在設定 Frame Length 使用了最大值.在 Frame 的定義如下,訊框大小除了資料 46bytes ~ 1500bytes 加上其他 header 就是 64 bytes ~ 1518bytes .

新增好一個封包這邊我們就開始指定兩端的 IP(以 TCP/IP Layer 3 為測試方式).以前面的範例為設定值,另外一個埠也是以相同的方式做設定.

• Network Source :192.1.1.100
• Network Destination :192.2.1.100
• Gateway :192.1.1.1
• Mode :Continuous

最主要是測試效能所以建議使用 Continuous 方便我們看出效能的極限制.

Layer3 Send ARP Requests

在一開始兩邊的埠都不認識對方所以必須先發出一個 ARP 找出相對應的網路埠.你可以在 Transmit Setup 看出封包內容在傳送出 Layer3 Send ARP Requests 後有明顯的不同. 原本是 FF FF FF FF FF FF 的廣播封包現在變成 unicast 的封包.

這邊是在 Options / Preferences / User Preferences / General 預設 ARP/Neighbor Discovery 功能 Apply Resolved Destination MAC address to all TX streams. 是開啟的,所以 smartbits 在認識對方的網路埠之後就會採用 unicast 的封包來傳送.

Group Start

要測試的兩個網路埠都設定好 Network Source / Network Destination / Gateway .在測試中傳輸和接受是雙向同時進行的, 也因此我們不能像之前的測試直接在 SmartWindow 按 “Burst” 必須按左上方的 Group / Start 讓兩個網路埠的傳輸能同時進行.

經過一段時間後可以透過 SmartCount 看到剛剛測試的結果.不過我們要怎們算出最大效能呢!!

然這邊看到 Tx / Rx Bytes 是 123MBytes 以幾乎是 984Mbits(1Gbits) 的速度,但是這裡不建議看 Tx / Rx Bytes 他會受到 Frame Length 大小而影響到結果,建議看 Tx / Rx Frames 的數值會比較準,不過 Tx / Rx Frames 需要手動算出:

Preamble –> 8 bytes * 8 = 64 bits

Frame length –> 1518 bytes (minimum) * 8 = 12144 bits

Inter-frame gap –> 12 bytes (minimum) * 8 = 96 bits

運算公式如下:
Maximum Frame Rate = MAC Transmit Bit Rate (Connection Speed) / (Preamble + Frame Length + Inter-frame Gap)

= 1,000,000,000 / (64 + 12144 + 96)

= 1,000,000,000 / 12304

= 81,274 frame per second (fps) 和 SmartCounter 看到的81,274 一致,的確效能已經達到最大值了.