【51CTO.com獨家特稿】我們對13家廠商的產(chǎn)品（10Gb以太網(wǎng)交換機）進(jìn)行了測試。除了6家主流的廠商之外（Arista、 Blade、 Cisco,、Dell、 Extreme、HP ProCurve），我們還將對3Com/H3C、Brocade、Enterasys、Force10、 Fujitsu、Juniper以及Raptor的產(chǎn)品進(jìn)行測試。

3Com/H3C（在此次測試期間已被HP收購）因缺乏樣品（隨后你將了解到，我們會通過HP公司獲取相關(guān)樣品）而宣布不參加此次測試。隨后Brocade、Enterasys、Force10 以及Juniper也宣稱缺乏樣品。Fujitsu 和Raptor對我們的此次測試邀請沒有做出相關(guān)回應(yīng)。這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備大鱷的缺席，多少令我們有些失望，希望在未來的測試中能夠獲得他們的支持。51CTO編輯注：H3C近期斷絕了一切外部媒體宣傳，不知道是否是因為處境較為尷尬所致。

我們將在10個方面對這些交換機的性能進(jìn)行評估：外觀、管理及易用性、耗電量、MAC地址容量、單播和多播的吞吐量、單播和多播的延時和抖動、鏈路聚合的公平性、多播組的通量、多播的加入/退出時延，以及轉(zhuǎn)發(fā)耐受能力（forward pressure）。51CTO編輯注：對于一般情況下交換機的使用性能優(yōu)劣評估，需要注意的主要是6點——功能，應(yīng)用級QoS保證，VLAN支持，網(wǎng)管功能，鏈路聚合，支持VRRP協(xié)議。

除前兩個方面之外，我們均使用Spirent 測試中心的故障產(chǎn)生/分析器（配備了24個10Gb以太網(wǎng)過濾CV模塊和10GBase-SR的無線收發(fā)機）對這些交換機進(jìn)行測試。

對交換機的外觀評估，我們請供應(yīng)商完成了一份細(xì)節(jié)調(diào)查問卷。但我們并沒有對問卷中的每一項問題的答案進(jìn)行一一核實。

對管理及易用性的評估結(jié)果，我們是通過在測試期間對交換機相同功能的使用結(jié)果和外觀調(diào)查問卷的反饋信息進(jìn)行評估的。（例如，是否支持網(wǎng)絡(luò)管理功能）

我們使用Fluke 322 和Fluke 335鉗型表（clamp meter）對各交換機的耗電量進(jìn)行測試。此次測試包括三個方面：AC線電壓、空閑時刻AC線電流和滿負(fù)荷狀態(tài)AC線電流。我們通過配置Spirent測試中心，讓其為交換機每個端口提供現(xiàn)行頻率的通信流量，從而使交換機的控制線和數(shù)據(jù)線達(dá)到滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)。我們通過電壓和電流的乘積來獲得功率值，然后我們從交換機上將12個無線收發(fā)機取下并重復(fù)此種方法(計算空閑時刻的功率)。

對MAC地址容量的測試，我們是在Spirent 測試中心按RFC 2889標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試得。該標(biāo)準(zhǔn)可以進(jìn)行一次二進(jìn)制搜索以確定一臺交換機在未受到泛洪攻擊（flooding）的情況下可以獲悉的最大MAC地址數(shù)目。在此項數(shù)據(jù)的測試過程中，Spirent 數(shù)據(jù)中心的MAC地址存活時間設(shè)置為受測交換機MAC地址存活時間的兩倍。

對單播吞吐量、延時和抖動的測試，我們設(shè)置Spirent數(shù)據(jù)中心向所有的交換機端口以全網(wǎng)狀格局的方式提供通信流量。在每項數(shù)據(jù)的測試中，我們分別進(jìn)行了為期60秒的64、65、108、 256、 1518以及 9216字節(jié)每幀的運行測試，并使用二進(jìn)制搜索來確定交換機的吞吐頻率。在使用每一個特定字節(jié)數(shù)的幀測試時，我們均對交換機的吞吐量、平均和最大延時，以及平均和最大抖動進(jìn)行了測試。

對于多播的吞吐量、時延及抖動測試，我們使用了與單播測試相同字節(jié)數(shù)的幀進(jìn)行測試。這里，我們配置一個單獨的Spirent數(shù)據(jù)中心端口來發(fā)送多波通信流量，并讓剩余的23個端口加入到相同的989個多播組中。

對于鏈路聚合的公平性測試，我們對Sprient數(shù)據(jù)中心進(jìn)行了配置，使其作為使用LACP協(xié)議（Link Aggregation Control Protocol，鏈路聚合控制協(xié)議）的鏈路聚合中的一員與主機上的其他七個端口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)母偁?。最初，我們引入了包含八個端口鏈路聚合組（LAG），并且向其他七個端口提供單項通信流量（方向為從在測試中心上的競爭端口到交換機，然后再到數(shù)據(jù)中心上LAG成員，然后到測試中心的競爭主機）。為了避免LAG其他成員的通信流量競爭，我們只發(fā)送10%的線性頻率通信流量。然后，我們關(guān)閉一個在數(shù)據(jù)中心端口上的LACP，并向擁有8個成員的LAG測試發(fā)送相同通信流量。對于這兩種情況，我們將記錄從每個LAG成員處接收到的數(shù)據(jù)包，并將接收到的數(shù)據(jù)幀數(shù)量與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)對比，然后再進(jìn)行公平性的計算分析。

對于多播組容量的測試，我們將在Spirent數(shù)據(jù)中心使用RFC 3918標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)加入了一個數(shù)量固定的組，然后嘗試向所有組發(fā)送通信流量。測試儀器使用二進(jìn)制搜索來確定成功加入組的最大數(shù)量。如果交換機的通信流量成功發(fā)送到所有組中，那么該交換機便通過此項測試。如果有一個或更多的組未加入進(jìn)來，那么交換機未通過此項測試。我們使用了最極端的測試環(huán)境，該環(huán)境中會將23個端口上的接收器同時加入到所有組里面。

對多播組的加入/離開時延測試，我們再次在數(shù)據(jù)中心上使用RFC 3918標(biāo)準(zhǔn)。此次測試與吞吐量和延時測試使用的方法截然相反：即使IGMP監(jiān)聽表為空，我們?nèi)匀幌蚪粨Q機發(fā)送多播通信流量。然后，我們向所有接收者端口發(fā)送IGMP加入消息。“加入延時”是指從“指定端口上發(fā)送加入消息”到“接收到第一個來自該端口上工作組的多播幀”的時間差。對于延時測試，也有其他的評估方法：我們將計算從“發(fā)送第一個離開消息”到“交換機停止向該端口工作組發(fā)送消息”的時間差。

對轉(zhuǎn)發(fā)耐受能力的評估，我們再次在使用數(shù)據(jù)中心上使用RFC 2889標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)允許用戶設(shè)置一個違法的數(shù)據(jù)幀發(fā)送時間間隔——小于802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的12比特的時間間隔。由于Spirent數(shù)據(jù)中心發(fā)送到交換機的通信流量速度要大于正常規(guī)定的速度，因此交換機將會丟失部分通信流量——但它的發(fā)送頻率或多或少會透露出它的時鐘速率設(shè)置的是多少。#p#

當(dāng)數(shù)據(jù)中心的管理者們完成了對他們服務(wù)器的鞏固和虛擬化之后，下一階段他們的工作重點便轉(zhuǎn)移到擴大流量上來。接下來，我們將看到一些頂級架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心交換機，了解它們是如何提供高速、可測量、冗余、虛擬化支持，以及在普通以太網(wǎng)交換機中見不到的其他一些特性。

這次分析測試的交換機中，每臺至少支持24個10Gb接口。這些交換機分別來自Arista Networks、Blade Network Technologies、Cisco、Dell、Extreme以及HP。我們在10個不同的方面對這些產(chǎn)品作了比較，并對它們進(jìn)行了為期三個月嚴(yán)格的、專業(yè)的測試。51CTO編輯注：具體評測項目，請看頂級萬兆以太網(wǎng)交換機評測——流程篇。

盡管每種交換機都有各自的一些獨特優(yōu)勢，但我們?nèi)匀话袮rista公司的DCS-7124S 和Blade公司的G8124排在首位。由于在外觀和性能方面的完美結(jié)合——特別是在延時和抖動方面的優(yōu)越表現(xiàn)——這兩種交換機均贏得了Clear Choice大獎。另外，Dell及Extreme公司的產(chǎn)品表現(xiàn)得也很出色。

Cisco和HP公司的產(chǎn)品表現(xiàn)最令人感到意外。Cisco公司的Nexus 5010是唯一完成全部數(shù)據(jù)/存儲收斂測試的交換機，它為數(shù)眾多的特性中甚至還包括對虛擬化的良好支持。但高延時、不易操作，以及多播時的高掉包率拖累了Nexus在此次測試中的排名，不幸落敗，名列第三。HP ProCurve公司的6600-24XG是此次測試中最中規(guī)中矩的產(chǎn)品。盡管它在MAC地址擴展一項上表現(xiàn)優(yōu)異，但它是唯一一款在單播和多播中不提供線性頻率吞吐量交換機。

為了方便交換機之間的比較，我們讓供應(yīng)商們完成了一份詳細(xì)的性能調(diào)查問卷。雖然供應(yīng)商們回答了100多個問題，但這里我們只關(guān)注幾個（問題中的）主要的差異。

當(dāng)然，在這些問題中我們并不討論這些交換機的價格差異，因為這些產(chǎn)品的實際價格與它們的標(biāo)價存在著很大的差異。

51CTO編輯注：查看這六款交換機的圖片，請點擊10Gb以太網(wǎng)交換機爭鋒 六大品牌一覽(組圖)。

基本特性比較

Arista、Blade以及Cisco公司的交換機均提供對G比特和10G比特以太網(wǎng)收發(fā)器的支持。由于數(shù)據(jù)中心正從（當(dāng)前主流服務(wù)器使用的）G比特連接向10G比特連接轉(zhuǎn)變（極有可能在隨后一兩年中出現(xiàn)，特別是在被植入該功能的服務(wù)器主板上出現(xiàn)），此項特性顯得極為有用。

Cisco公司的Nexus 5010 是唯一提供本地Fibre Channel接口和完整以太網(wǎng)Fibre Channel（FCoE）功能支持的交換機。Fibre Channel選項包括 2G、4G、和 8G三個版本。所有其他的交換機也能提供FCoE的流量支持，盡管它們在設(shè)計時就已經(jīng)考慮到IPv6的報頭問題，但它們均只有1個比特的選項用于表明該以太網(wǎng)交換機是否用于支持IPv6。

所有的交換機均支持備用電源供應(yīng)器，除了Extreme的產(chǎn)品之外其他產(chǎn)品均支持備用風(fēng)扇。Arista和Blade公司的產(chǎn)品還提供了備用的帶外（out-of-band）管理端口。Arista、Cisco、Dell和HP公司交換機的風(fēng)扇采用了熱交換技術(shù)。

氣流是數(shù)據(jù)中心非常關(guān)注的一個問題，供應(yīng)商們提供了不同的解決方案來避免它們的交換機過熱。Arista、Blade和HP公司的交換機可以配置氣流方向是從前向后還是從后向前（客戶可依據(jù)交換機所處環(huán)境進(jìn)行合適的配置）。Cisco公司的交換別出心裁的設(shè)計將端口放置在交換機的背面、將電源放置在交換機側(cè)面；他們認(rèn)為這樣的設(shè)計才是最優(yōu)方案。

盡管與虛擬機相連的數(shù)據(jù)中心交換機主要工作在2層交換機模式，但當(dāng)前很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)計都或多或少支持一些3層路由功能。在測試過程中，除了Cisco Nexus 5010，其他所有的交換機均可在子網(wǎng)內(nèi)部對數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由操作（以靜態(tài)方式或使用最短路徑優(yōu)先OSPF算法的方式）。Blade、Dell以及Extreme公司的交換機還支持為路由IPv6數(shù)據(jù)包而開發(fā)的OSPFv3算法。

數(shù)據(jù)中心交換機在服務(wù)器和內(nèi)聯(lián)交換機（inter-switch）上均支持故障切換（failover）協(xié)議，使該協(xié)議不但增加了交換機運行時間，而且也減少了對其他冗余協(xié)議（如生成樹協(xié)議）的需求。對于服務(wù)器和內(nèi)聯(lián)交換機上的連接，所有交換機均支持連接聚合，從而使所有物理連接都綁定在一個單獨的邏輯連接上。

由于對內(nèi)聯(lián)交換機上生成樹協(xié)議的強化或是采用了新的算法，一些供應(yīng)商的產(chǎn)品性能得到了很大的提升。Arista公司產(chǎn)品的多連接聚合（MLAG）技術(shù)允許主動/主動、服務(wù)器多主機連接和內(nèi)聯(lián)交換機連接（以上兩種連接均使用了標(biāo)準(zhǔn)連接聚合控制協(xié)議LACP）。Blade Neworks公司的產(chǎn)品提供熱鏈接，即一臺使用內(nèi)聯(lián)交換機連接方式的主動/被動的備用機器（可選擇性的使用生成樹協(xié)議）。

Cisco公司的Nexus交換機采用了虛擬端口通道（VPC)，這種技術(shù)允許對圍繞在多物理端口的邏輯服務(wù)器和內(nèi)聯(lián)交換機進(jìn)行定義。由于對標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)自動保護(hù)交換機協(xié)議的支持，Extreme公司的Summit x650可以進(jìn)行交換機間的主動/被動故障切換；而HP ProCurve的交換機則采用了私有主動/主動網(wǎng)狀（mesh）協(xié)議以平衡上游交換機的負(fù)載。

Arista公司的MLAG提供了基于標(biāo)準(zhǔn)（使用LACP，并可與支持連接聚合的其他設(shè)備一起協(xié)同工作）和以主動/主動模式進(jìn)行操作的雙重好處。為了便于對Nexus交換機內(nèi)部或在交換機之間的多個虛擬交換機和路由器進(jìn)行管理，Cisco公司的VPC（只針對私有機器）也提供了類似的服務(wù)。

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原文：How We Tested 10Gigabit Ethernet switches  作者：David Newman