胡月娟

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)寧夏有限公司，寧夏 銀川 750002）

1 引言

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)AP設(shè)備的吞吐量測(cè)試是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、維護(hù)和故障查找中最重要的手段之一，尤其是在分析與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)性能相關(guān)的問(wèn)題過(guò)程中，吞吐量測(cè)試是必備手段。一個(gè)典型的吞吐量測(cè)試方法是從網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)設(shè)備向另一個(gè)設(shè)備發(fā)送流量并且確定一個(gè)速率和發(fā)送時(shí)間間隔，而接收端的設(shè)備計(jì)算接收到的測(cè)試幀，測(cè)試結(jié)束時(shí)系統(tǒng)計(jì)算接收率。常見測(cè)試工具有Chariot、Iperf等。Chariot作為目前網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和性能測(cè)試的重要軟件之一，能夠?qū)TTP、UDP、FTP、Exchange、SQL和SAP等眾多的通信協(xié)議和商業(yè)應(yīng)用進(jìn)行模擬測(cè)試。這種端到端的網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試已被廣泛地應(yīng)用在局域網(wǎng)內(nèi)、局域網(wǎng)間和通過(guò)廣域網(wǎng)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試應(yīng)用環(huán)境中。

2 Chariot工作原理

Chariot測(cè)試原理是通過(guò)模擬真實(shí)的數(shù)據(jù)流量，并運(yùn)用E2E的方法在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中模擬測(cè)試其在真實(shí)環(huán)境中的性能。Chariot所采用的主動(dòng)式監(jiān)測(cè)及測(cè)量系統(tǒng)和一般的網(wǎng)管所采用的被動(dòng)式監(jiān)視系統(tǒng)有著本質(zhì)上的不同。同時(shí)網(wǎng)管系統(tǒng)及一些在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量一般通過(guò)定性測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，而Chariot通過(guò)定量測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備真實(shí)性能的模擬測(cè)試。

Chariot的基本組成包括Chariot console和Endpoint。其中Chariot console適用于各種Windows平臺(tái)。在Chariot console上可以定義測(cè)試所需的各種可能的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)類型。如今各類移動(dòng)終端迅速普及，Endpoint作為一款全平臺(tái)軟件，可以安裝、運(yùn)行在Windows、Linux、Unix、Mac、iOS、Android等目前主流跨平臺(tái)操作系統(tǒng)上，為不同平臺(tái)間的互聯(lián)測(cè)試提供了便利條件。Chariot Endpoint能夠高效利用運(yùn)行設(shè)備硬件資源，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行Chariot console發(fā)布的腳本命令，使用者僅需在console端就可以完成所有設(shè)置，無(wú)需再對(duì)Endpoint端另行配置就能完成需要的測(cè)試，這大大降低了測(cè)試工作量，同時(shí)也對(duì)遠(yuǎn)距離測(cè)試及調(diào)試提供了便利。Chariot測(cè)試具體的工作流程如圖1所示：

圖1 Chariot測(cè)試結(jié)構(gòu)圖

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)吞吐量測(cè)試結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：

圖2 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3 測(cè)試步驟

網(wǎng)絡(luò)中任意2個(gè)節(jié)點(diǎn)間吞吐量的基本測(cè)試步驟如下：

第一步：在Chariot控制臺(tái)新建一個(gè)測(cè)試任務(wù)，包括建立流、選擇腳本以及配置相應(yīng)的測(cè)試時(shí)間、觸發(fā)條件等測(cè)試參數(shù)。

第二步：由console端將測(cè)試任務(wù)命令發(fā)送給Endpoint 1，然后Endpoint 1、Endpoint 2之間進(jìn)行初始化進(jìn)程。

第三步：在初始化進(jìn)程完成后，2個(gè)Endpoints執(zhí)行相應(yīng)的應(yīng)用腳本，并且由Endpoint 1來(lái)收集測(cè)試結(jié)果等。

第四步：Endpoint 1把測(cè)試結(jié)果返回給console端，以各種表示形態(tài)顯示出來(lái)，并以HTML、TXT、CSV這3種形式進(jìn)行報(bào)表輸出。

3.1 系統(tǒng)配置要求

Chariot在使用中對(duì)硬件的配置要求不高，目前各類主流機(jī)型都可滿足。在Chariot 6.70版本中，控制臺(tái)端可以安裝在WIN NT/2000/XP/PE/WIN 7系統(tǒng)上；而Endpoint更是增加了對(duì)iOS、Android等移動(dòng)終端平臺(tái)的支持。

3.2 測(cè)試示例

實(shí)例：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中2個(gè)節(jié)點(diǎn)間的吞吐量測(cè)試。

任務(wù)描述：在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度緩慢時(shí)，通常利用SNIFFER無(wú)線協(xié)議分析，但該工具只能抓包不能給出實(shí)際帶寬，這時(shí)候就需要通過(guò)Chariot來(lái)確定無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的帶寬是多少，從而判斷數(shù)據(jù)傳輸速率低的故障點(diǎn)。

假定要測(cè)量無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中2 個(gè)無(wú)線終端（A：192.168.1.10；B：192.168.1.11）之間的實(shí)際帶寬。實(shí)現(xiàn)的測(cè)試步驟如下：

第一步：安裝Endpoint、下載Endpoint。上面已經(jīng)給出下載地址，在A、B兩臺(tái)機(jī)上安裝Endpoint，安裝之后Endpoint會(huì)自行啟動(dòng)，此時(shí)打開任務(wù)管理器查看工作進(jìn)程，操作系統(tǒng)多了一個(gè)名為Endpoint.exe的進(jìn)程，表示Endpoint已正常運(yùn)行，具體如圖3所示。

Endpoint支持的操作系統(tǒng)有：Compaq Tru64 UNIX、FreeBSD UNIX、HP-UX、IBM AIX、IBM MVS、IBM OS/2、Linux、Linux IA-64、Microsoft Windows 3.1、Microsoft Windows 95、Microsoft Windows 98/Windows Me、Microsoft Windows NT/2000/XP/XP(64-bit)、Novell Netware、Sco UNIXWare、SGI IRIX、Spirent Communications TeraMetrics、Sun Solaris、iOS、Android。

圖3 Windows操作系統(tǒng)進(jìn)程示意圖

第二步：安裝Chariot。在另一臺(tái)機(jī)器上安裝Chariot，也可以在A、B其中的一臺(tái)機(jī)上安裝Chariot，這里安裝在另一臺(tái)機(jī)器上，IP為192.168.1.12，Chariot只能安裝在Windows系統(tǒng)上，其軟件啟動(dòng)界面如圖4所示：

圖4 Chariot console用戶界面

第三步：配置Chariot。主界面中點(diǎn)新建按鈕，在彈出的界面中選擇新建一個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。在ADD AN ENDPOINT PAIR對(duì)話窗口中輸入線路名稱，然后在2個(gè)節(jié)點(diǎn)處分別輸入進(jìn)行測(cè)試的A計(jì)算機(jī)的IP地址——192.168.1.10和B計(jì)算機(jī)的IP地址——192.168.1.11。接下來(lái)按腳本選擇按鈕并選取測(cè)試所需的腳本，本次測(cè)試是測(cè)量帶寬，所以可以直接選擇軟件內(nèi)置的腳本High Performance Throughput。

Chariot console測(cè)試界面如圖5所示，Chariot console新建協(xié)議測(cè)試對(duì)示意圖如圖6所示。

圖5 Chariot console測(cè)試界面

圖6 Chariot console新建協(xié)議測(cè)試對(duì)示意圖

第四步：配置完成后可以通過(guò)復(fù)制、粘貼操作增加多條流進(jìn)行測(cè)試。點(diǎn)擊主菜單的RUN或直接點(diǎn)擊RUN按鈕啟動(dòng)測(cè)量工作，默認(rèn)Chariot會(huì)將100個(gè)數(shù)據(jù)包從Endpoint 1發(fā)送到Endpoint 2。由于軟件默認(rèn)的傳輸數(shù)據(jù)包很小所以很快測(cè)量工作就結(jié)束了，也可以在設(shè)置界面設(shè)置運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)試。在結(jié)果中點(diǎn)THROUGHPUT標(biāo)簽可以查看本次測(cè)試的吞吐量大小并在屏幕下方以曲線圖的方式顯示，方便查看測(cè)試時(shí)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的吞吐量波動(dòng)情況。圖7顯示了Endpoint 1與Endpoint 2之間的實(shí)際平均吞吐量為93.065Mbps。

4 測(cè)試結(jié)果與技巧

Chariot的測(cè)試結(jié)果可以通過(guò)數(shù)字加圖形的方式顯示，還可以生成HTML、TXT、CSV這3種格式的測(cè)試報(bào)表，以方便對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析。其圖形默認(rèn)形式為曲線圖，也可以根據(jù)需要，通過(guò)設(shè)置，以直方圖、餅圖等方式進(jìn)行顯示。

此外，所選腳本使用不同的協(xié)議，測(cè)試結(jié)果也會(huì)在內(nèi)容上有一些不同，比如在進(jìn)行TCP協(xié)議測(cè)試時(shí)，測(cè)試結(jié)果包括有Tesponse time、Transaction rate、Throughput以及CPU Utilization；當(dāng)使用UDP/RTP協(xié)議時(shí)，測(cè)試結(jié)果還包括有Delay、Jitter、Lost data等指標(biāo)參數(shù)。

圖7 Chariot測(cè)試結(jié)果

對(duì)于基準(zhǔn)測(cè)試，則主要依據(jù)Throughput、Response time、Transaction rate以及CPU Utilization等參數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能進(jìn)行評(píng)測(cè)。比如在對(duì)網(wǎng)卡的測(cè)試中，可以通過(guò)CPU Utilization分析網(wǎng)卡傳輸數(shù)據(jù)所占用的服務(wù)器/客戶端資源與吞吐量的關(guān)系，也可以進(jìn)行千兆網(wǎng)卡的TCP/IP offloading驗(yàn)證。

對(duì)于應(yīng)用測(cè)試，Chariot可以通過(guò)4種不同訪問(wèn)分布形態(tài)對(duì)在實(shí)際應(yīng)用中的不確定性與隨機(jī)性進(jìn)行測(cè)試，使測(cè)試者更好地了解網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)隨機(jī)的、突發(fā)的流量的處理能力。如能詳細(xì)了解網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用環(huán)境的具體情況，如用戶數(shù)量、流量類型、訪問(wèn)頻率等。通過(guò)修改測(cè)試腳本，Chariot還可以模擬出一個(gè)真實(shí)的應(yīng)用環(huán)境，分析網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備在未來(lái)實(shí)際應(yīng)用中的性能表現(xiàn)。

為了能準(zhǔn)確地執(zhí)行測(cè)試，真正體現(xiàn)被測(cè)設(shè)備的性能，需要注意如下幾個(gè)方面：

（1）在對(duì)“Run”菜單中的“Set run options”選項(xiàng)進(jìn)行選擇時(shí)，對(duì)于“how to end a test run”項(xiàng)，建議選擇“run for a fixed duration”或“run until any pair completes”；對(duì)于“how to report timing”項(xiàng)，選擇“batch”，建議不要選擇“poll endpoint”與“validate data upon receipt”。

（2）不建議將console端與Endpoint安裝在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上；客戶端的系統(tǒng)配置盡可能保持一致，推薦在作基準(zhǔn)測(cè)試時(shí)使用WIN NT/2000/XP操作系統(tǒng)；對(duì)測(cè)試環(huán)境盡可能不作太多改動(dòng)，以保證每次測(cè)試的公正性。

（3）不要在安裝了Endpoint的終端或服務(wù)器上運(yùn)行其它軟件，關(guān)閉各種掃描程序，如“病毒掃描”等。

（4）建議使用腳本的默認(rèn)值，除非對(duì)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用有非常具體的了解與需求。

（5）通常一次標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)測(cè)試時(shí)間為2～5分鐘。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文從Chariot的工作原理出發(fā)，對(duì)Chariot在AP設(shè)備吞吐量測(cè)試中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。以實(shí)際測(cè)試為例，分步驟描述了整個(gè)測(cè)試過(guò)程，并比較了不同測(cè)試配置的結(jié)果，對(duì)Chariot在吞吐量測(cè)試中的技巧進(jìn)行了總結(jié)?？傊珻hariot在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測(cè)試、維護(hù)和故障查找中發(fā)揮著不可忽視的重要作用。

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