在企業評估網路設備的流程中,實際測試佔了非常重要的一環(愈大型的產品更是如此),目的是為了找出符合需求的設備,避免IT投資的浪費。一般來說,網路設備的測試有兩種常見的做法,一種是將設備直接部署上線,觀察它在真實流量下的運作情況,至於另外一種方式則是利用工具取得數據。

雖然透過工具測試網路設備,經常會與實際環境下的結果有所落差,不過對於測試時間有限的企業來說,仍然是可行的做法,而我們所要介紹的Iperf,正是一套常用的免費流量產生工具,可以幫助企業測試網路設備的傳輸效能,或者找出實際環境當中的效能瓶頸。

能在Windows等多種平臺環境下運作
我們此次使用的Windows版本Iperf主程式執行檔,可以在http://www.noc.ucf.edu/Tools/Iperf/iperf.exe下載,它支援Windows、Linux等多種平臺環境。除了該工具之外,網路上常見的類似測試工具還包括了Netperf。

就我們這次使用的Windows版本來說,程式不需要安裝就能直接使用。只要將Iperf.exe的主程式放置到適當路徑(例如C:\),之後就可以在命令提示字元的環境下,以指令方式運行Iperf的各項功能模式。

既然是以流量方式測試效能,因此執行Iperf的電腦需有兩臺,分別以伺服器及用戶端的模式開啟,其中前者負責接收用戶端電腦傳送而來的流量,並產生效能數據。

就一般最常見的應用來說,只需要在Iperf主程式所在的目錄下,執行「iperf.exe -s」指令,就能讓電腦進入Iperf的伺服器模式。

用戶端的操作指令就相對複雜一些,除了輸入「-c」參數啟用Iperf的用戶端模式之外,至少需要指定Iperf伺服器所在的IP位址,才能傳送流量到伺服器做測試。

為了免去使用者理解參數功能的不便,因此後來也出現所謂的Jperf,也就是在原有的Iperf主程式之上,加上一個以Java編寫而成的圖形化介面,只要電腦本身有安裝JVM軟體,直接點選Jperf.bat這個批次檔,就能開啟圖形介面,操作Iperf的各項測試。

功能以流量測試為主
Iperf最常見的應用之一,是用來測試網路設備的NAT效能,以居易的Vigor2110路由器為例,我們將兩臺電腦分別接在這臺設備的WAN及LAN埠,做為伺服器及用戶端電腦,經由傳輸流量所得的NAT效能為76.9Mbps,意味該款設備能夠介接的總頻寬(上傳+下載)大小約在76~77Mbps左右。

不過隨著設備啟用的功能愈來愈多,對於NAT轉送流量的能力也會有所影響(以企業端的UTM為例,影響最大的是閘道防毒、IPS及VPN等三項功能,個人端設備的瓶頸則多半在於QoS),而以網路設備本身的設計來說,一般影響NAT效能表現的因素,由大至小,分別是處理器/記憶體、韌體及網路介面等三項。

當流量透過網路介面送入設備之後,會經由處理器的運算,根據封包表頭所提供的資訊而決定流向,而在開啟多項功能使得硬體資源消耗過多時,用來解析封包的硬體資源就會相對減少,使得效能下降。

至於網路設備的韌體,就如同電腦的作業系統,當韌體撰寫得太過肥大,占用太多的系統資源時,也同樣會影響效能表現。

網路介面對於NAT效能的影響比較不明顯,多數網路設備內建的交換器晶片在等級上並沒有明顯的差異,不過也有少數設定不良的晶片會在網路封包密集傳送的情況下,出現比較明顯的效能波動。

傳送流量之餘,也能測試設備運作是否穩定
Iperf預設的測試時間是10秒,也就是說需以每10秒為一個段落進行傳輸測試。不過我們一般都會將測試時間拉長,同時增加傳輸次數,藉此了解流量傳輸的起伏,判斷穩定與否,這時可利用「-t」參數,設定用戶端傳輸流量的秒數。

在傳送流量的同時,也能透過Iperf對於網路設備實施壓力測試,利用「-P」參數,同時模擬多臺電腦傳輸流量的行為,測試設備在開啟大量連線數的情況下,能否持續正常運作,不過我們建議,如果要開啟大量的連線數,最好是使用Linux、FreeBSD版本的Iperf執行這項測試。

也能用於無線網路的效能測試
不只是有線網路的環境,Iperf也很適合用來測試無線網路,尤其是支援802.11n草案的無線網路設備。

相較之下,Ixia的IxChariot及Qcheck是經常用來測試無線網路的兩套代表性軟體,但使用上都有一些限制,IxChariot的功能雖然強大,然而使用上必須付費,同時使用者也必須了解如何設定測試的範本,形成一定的使用門檻;至於免費版本的Qcheck最多僅能傳送1MB大小的測試檔案,在802.11n的環境下,往往未達效能傳輸的頂點,測試即告結束,因此僅能在802.11a/b/g的環境下測試無線網路的效能。

由於可以長時間傳送大量流量,因此很多人也以Iperf測試無線網路,這裡我們使用了SMC的SMCWBR14S-N2無線路由器,搭配同廠牌USB介面的SMCWUSBS-N網卡,在40GHz頻寬的802.11n模式下,透過Iperf測得的速度最快為79.4Mbps,與透過IxChariot 5.4試用版測試所得的數據相差不多。文⊙楊啟倫

使用Iperf測試網路設備效能


我們將示範4個步驟,透過Iperf測試網路設備效能,使用居易的Vigor2110及支援802.11n無線網路標準的SMC SMCWBR14S-N2兩款消費端的路由器設備做為Iperf的測試平臺,在設備還原為出廠預設值的情況下,執行效能的傳輸測試。


我們在連接居易Vigor 2110路由器WAN埠的電腦上輸入了iperf.exe–s指令,將該臺電腦設定為Iperf的伺服器。


在另外一臺連接LAN埠的電腦上輸入指令,傳送流量到伺服器端測試效能,測試完畢後,在兩端的命令提示字元視窗皆會顯示測試結果。


為了方便示範,這裡我們僅開啟了5個Session測試Vigor 2110同時傳輸封包,對於有意實施壓力測試的人來說,可以加大同時傳輸的Session數量。


就無線網路的測試來說,在搭配同廠牌USB 介面的SMCWUSBS-N網卡,我們透過perf測得79.4Mbps的效能數據,大致符合802.11n的效能要求。


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