Měření NGA - praktické ukázky a zkušenosti Praha, 28.4.2016 Martin Novotný, Josef Beran, Martin Ťupa Nástroje a aplikace pro měření Transport RFC 6349 TCP Throughput Network Traffic Gen/Mon Y.1564 EtherSAM Data Link RFC 2544 BERT a SDT 1
BERT Poměr chybných bitů proti správným End to end test 0110001011 0100011011 BERT DUT BERT Měření BE rate Pošle známý vzorek bitů z Tx do Rx Analýza signálu na Rx dle vzorku V návaznosti na zjištěných BE vypočte koeficient Pravidla pro PRBS Délka PRBS je přímo uměrná rychlosti spoje PRBS délky PRBS -7 = 127bits PRBS -11= 2047bits PRBS -15= 32767bits PRBS -31= 2,1*10 9 bits SDT Service Disruption Time doba přerušení služby Outage time 0110 010101100011 2
EXFO s Solution RFC 6349 ITU-T Y.1564 RFC 2544-like Media Layer Host Layer Konvence v názvosloví Referenční Model ISO/OSI Model TCP/IP Application L7 Network Process to Application L7 Presentation Data Representation and Encryption Application Session Interhost Communications Transport End-to-End Connections And Reliability Transport Network Path Determination and Logical Addressing Network Data Link Physical Physical addressing Signal and Binary Transmission/Media Data Link UDP vs TCP Transport UDP Unreliable Transport Protocol Network IP Data Link Ethernet Transport TCP Reliable Transport Protocol Network IP Data Link Ethernet 3
RFC 2544 (rok 1999) Internet Engineering Task Force (IETF) standard (http://www.ietf.org) Doporučení jak na bechmarking aktivních prvků Definováno pro různé délky paketů 64, 125, 256, 512, 1024, 1280, 1518 Testování jednotlivých částí SLA Throughput Propustnost Latency Zpoždění Back-to-Back (Burstability) Zatížitelnost Frame Loss Ztráta rámců ITU-T Y.1564 (rok 2011) Doporučení ITU-T Y.1564 Ethernet service activation test methodology Metodologie na měření při aktivaci Ethernetových linek Nahrazuje RFC 2544 Standard pro testování služeb Triple play Síť je testována pomocí generovaných streamů (Data, IPTV, VoIP) Parametry Šířka pásma (bandwidth) Ztrátovost paketů (dropped packets) Zpoždění (delay) Rozptyl zpoždění (jitter) Vhodné pro verifikaci a troubleshooting 4
Pásmo CIR (Committed Information Rate) [bit/s] - Přenosová rychlost, síť přenáší data - Garance SLA EIR (Excess Information Rate) [bit/s] - Přenosová rychlost, síť přenáší data - SLA nemusí být splněny Traffic Color Awareness ITU-T Y.1564 EIR CIR Dropped pásmo (všechno nad EIR) Best Effort pásmo (všechno mezi CIR a EIR) Garantované pásmo (všechno pod CIR) Čas ITU-T Y.1564 CIR: Committed Information Rate EIR: Excess Information Rate PIR (není součástí Y.1564!): Peak Information Rate MEF: PIR=CIR+EIR CBS: Committed Burst Size EBS: Excess Burst Size FL & FLR: Frame Loss and Frame Loss Rate FTD & FDV: Frame Transfer Delay and Frame Delay Variation QoS & CoS: Quality of Service and Class of Service SLA: Service Level Agreement 5
EXFO EtherSAM Y.1564 Možnost testování až 10 služeb EtherSAM Y.1564 Fáze 1 Ověření konfigurace sítě (Ramp Test) Potřeba ověřit: konfiguraci sítě pro každou definovanou službu (rate limiting, traffic shaping, QoS) Metoda: Pro každou službu je vykonán ramp test pro dosažení CIR. Výkonnostní parametry musí být v předepsaných mezích Fáze 2 Test Služeb Potřeba ověřit: Kvalitu služby pro každou definovanou službu či splňuje SLA požadavky Metoda: Včechny služby jsou generovány najednou do jejich CIR a současně jsou měřeny parametry všech služeb 6
Traffic Gen/Mon TCP protokol TCP komunikace TCP Client Establish TCP Session (SYN) TCP Server Accept TCP Session (SYN-ACK) Acknowledge TCP Traffic (ACK) Send TCP Traffic (TCP Segment) Acknowledge Received TCP Traffic (ACK) Close TCP Session (FIN) Accept Closure of TCP Session (FIN-ACK) Acknowledge TCP Traffic (ACK) 7
TCP protokol TCP komunikace TCP operuje na modelu Klient / server Congestion Window (CWND) Klient inicializuje spojení se serverem CWND = Počet nepotvrzených bitů ve spojení Příklad: Pro naplnění přenosové trubky, Jsme omezeni na 1 segment/rtt musí odesílatel poslat takové množství dat které se vejde do RTT Předpokládjme teoretické RTT 20ms = po skončení RTT je očekáván první TCP maximální rychlost 50 rámců/s TCP odesílatel propojení odešle je hotovo 125kB dat ACK Velmi neefektivní! Vezmeme-li velikost Poté rámce dostane 1518 Začíná bytů, od samotná přijímatele TCP startovací komunikace ACK, který mu Toto množství dat se nazývá dostaneme: Zde přichází dovolí na znovu scénu odesílat velikost data TCP okna! Bandwidth-Delay Product or BDP. 1518 8 50 600 kbit/s BDP = Link Rate x RTT Link rate = CIR Nehledě na tom jestli máme 10M nebo 100G je throughput limitován na 600 kbit/s Příklad s 50Mbps linkou 50 Mbit/s a 20 ms RTT: 50 Mbit/s * 20 ms = 1 000 000 bits nebo 125 kb = Window Size = BDP TCP - názvosloví RTT (Round Trip Time) / RTD (Round Trip Delay) [ms] = doba mezi odesláním 1 segmentu TCP dat a přijetím potvrzovacím zprávy (ACK) BDP (Bandwidth-Delay Product) [bytes] = množství dat, které jsou možné odeslat během doby, než odesílatel obdrží potvrzení od příjemce TCP Window size [bytes]= objem přenášených dat, ideálně odpovídá BDP MTU (Maximum Transmission Unit) [bytes] = maximální přenositelná jednotka Window sweep [bit/s] = rychlost přenosu TCP dat 8
RFC 6349 Doporučení RFC 6349 - Framework for TCP Throughput Testing - Metodologie pro testování TCP propustnosti - Internet Engineering Task Force (IETF) Metodologie - Nalezení MTU - Zjištění RTT a BB (Bottleneck Bandwidth = limitní přenosová rychlost) - Samotná TCP propustnost (jedno nebo více TCP spojení) Metriky - TCP Transfer Time = doba přenosu 1 segmentu - TTR (Transfer Time Ratio) - Maximální dostupná TCP propustnost - TCP efektivita - Zpoždění bufferu EXFO TCP Troughput 9
EXFO RFC 6349 EXFO TCP Troughput vs RFC 6349 TCP Throughput RFC 6349 Počet TCP komunikací 1 TCP spojení 1 nebo více TCP spojení Vzdálená konfigurace měřáku Ne. Manuální nastavení a spuštění na obou koncích trasy Ano. Podporuje DTS = konfigurace přes jeden měřák Bidirectional Ne. Potřeba manuálně změnit status Client/Server Ano. Automaticky se provádí v rámci jednoho testu Window Size Možnost nastavit konkrétní TCP Window je automaticky hodnoty nebo rozsahy pro TCP vypočítáváno s aktuálního CIR a Window RTT Testing Rate 10M to 1GE 10M to 100GE 10
isam plně automatizované testovací aplikace pro validaci end-to-end služeb na, a až do 100GbE MEF 23.1 REGION MEF 23.1 Thresholds Criteria Frame Loss Ratio (FLR %) Frame Delay (FD) in milliseconds (ms) Inter Frame Delay Variation (IFDV) Metro H 0.01% 10 ms 3 ms Metro M 0.01% 20 ms 8 ms Metro L 0.1% 37 ms Not Specified Regional H 0.01% 25 ms 8 ms Regional M 0.01% 75 ms 40 ms Regional L 0.1% 125 ms Not Specified Continental H 0.025% 77 ms 10 ms Continental M 0.025% 115 ms 40 ms Continental L 0.1% 230 ms Not Specified Global H 0.05% 230 ms 32 ms Global M 0.05% 250 ms 40 ms Global L 0.1% 390 ms Not Specified 11
Schéma pracoviště CO Distribuční DP Distribuční AP Účastnická účastnická Central Office Síť (primární) Distribuční bod síť (sekundární) Soustřeďovací bod síť zásuvka Emulátor LAN/WAN Y.1564 RFC 6349 DTS pro Y.1564 a RFC 6349 Děkujeme info@profiber.eu PROFiber Networking CZ s.r.o. Mezi Vodami 205/29 143 00 Praha 4 PROFiber Networking s.r.o. Bernolákova 2 917 01 Trnava 12