数据中心的整体测试方案

网上，建设统一融合的数据中心以太网(Data Center Ethernet，DCE)，能够大幅减少线缆和能耗，大大降级运维成本。数据中心以太网也称为融合增强型以太网(Converged Enhanced Ethernet，CEE)。

3.1 数据中心以太网测试

在DCE/CEE中，Fibre Channel帧映射到以太网上来进行承载。Fibre Channel提供流控机制，保证无丢包，并且对时延的增加/变化或者抖动非常敏感。而传统的以太网络可以容忍一定的丢包和时延变化/抖动。所以IEEE定义了一系列标准，规范DCE/CEE对于传统以太网增强，主要包括：

●802.1Qbb Priority Flow Control(PFC)：802.1Qbb是基于优先级的流控标准。在一条物理链路上，分成8个优先级通道。一条链路上可以承载多种业务类型，包括FCoE和非FCoE的业务。当发生拥塞时候，接收端可以在特定的优先级通道上发送XOFF和XON帧，抑制或者继续特定的业务，保证高优先级或者时延敏感的业务的传输。图2是802.1qbb的原理图。

图2 802.1Qbb原理

●802.1Qaz Enhanced Transmision Selection(ETS)：保证不同服务级别上的质量。在DCE业务中，IPC是时延敏感的业务，SAN是对丢包敏感的业务，而IP业务是可以允许一定的丢包和时延。链路上的业务，可以分为若干优先级组(Priority Group，PG)，并且定义每个PG的带宽属性。重要的业务，比如存储网络数据被赋予高优先级，保证带宽。低优先级业务只能在高优先级业务带宽不占用的情况下，才能使用分配带宽之外的额外带宽。图3是ETS和PG的典型例子。

图3 ETS和PG实例

●Data Center Bridge Exchange(DCBX)：IEEE LinkLayer Discovery Protocol(LLDP)的扩展，可以在链路建立的时候交换两端设备的能力参数，比如是否支持PFC，以及802.1Qaz Priority Group。

●其他相关标准：包括IEEE 802.1Qau端到端拥塞管理标准，为克服生成树协议单路径和收敛慢特点的Layer2 Multipathing(L2MP)协议等。

DCE/CEE测试，首先要完成前述的基准性能测试，其次是传统以太网的测试，如生成树/多生成树协议，VLAN，访问控制列表(ACL)，路由协议等。此外，最重要的就是对上述以太网增强功能和性能进行测试。Spirent TestCenter提供了全面的测试方案。

(1)ETS测试

Spirent TestCenter每端口可以支持产生32k条和实时分析64k调独立的测试Stream，产生丰富的测试流量，验证ETS各Priority Group的带宽分配、流量整形等功能。Spirent TestCenter能为每一优先级和Priority Group提供基本带宽以及其他高级统计功能，包括实时丢包，实时RFC 4737序列，实时RFC 3393 Jitter，误码率等，评估每一种Priority Group的流量特性。图4是业务设置和结果显示。

图4 Spirent TestCenter ETS测试和测试结果

(2)PFC测试

PFC测试是要验证DCE设备在拥塞情况下对于PFC帧的发生和响应情况。PFC XOFF帧中包含抑制流量的时间，以512bit时间为单位，称为Pause Quanta，在10G速率下对应51.2ns。Spirent TestCenter可以对每个优先级的抑制时间和XOFF和XON帧的发送间隔和序列进行用户自定义。

Spirent TestCenter可以统计两个PFC重要指标：Pause持续时间和Pause响应时间。Pause响应时间是指从仪表发送XOFF帧，到收到这个优先级上最后一个数据帧的时间。

Spirent TestCenter可以在多个优先级上产生不同Pause Quanta的异步XON/XOFF序列，同时发送不同帧长的双向测试流量，验证每条流的最大时延和PAUSE功能。一个典型的测试例如图5所示。

图5 真实PFC测试场景

在这个和真实网络非常相似的测试场景中，一共有3级流量，分别是P1，P2和P3：

●Spirent TestCenter同时在P1，P2和P3上发送不同帧长的双向流量。
●Spirent TestCenter同时在3个优先级上发送Pause Quanta为65535的XOFF消息。
●150us时候，Spirent TestCenter先在P2上发送XON消息，结束P2优先级上的流量抑制。
●200us时候，Spirent TestCenter在P1上发送XON消息。
●300us时候，Spirent TestCenter在P3上发送XON消息。
●600us时候(150+450)，在P2上发送XOFF，重复上述行为。
●700us时候，在P1上发送XOFF，重复上述行为。
●1000us时候，在P3上发送XOFF，重复上述行为。

经过若干轮循环后，不同优先级上流量异步，给被测设备造成很大的压力。我们评估每条测试流的最大时延和Pause时间。当具有几十/上百个端口的设备同时做这类测试，将给设备带来极大的压力，能测出系统或者设备的性能极限。

3.2 FCoE测试

FCoE用以太网替换了Fibre Channel中的FC-0和FC-1，把Fibre Channel帧作为Layer 3协议直接封装在以太网之上传输。图6是FCoE的协议层次。FCoE要求以太网支持上述DCE