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思博伦绿色测试解决方案_图文

绿色测试

全球服务部

PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL

需要绿色测试的原因
—环保和成本
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IT和电信设备日益增加,耗电增加 不同设备的峰值耗电,增加了对机房的要求

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远端机房的供电靠供油发电机
? 油价波动 ? 运输的成本

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成为目前工业测试发展的主要方向
? 已经形成全球共识

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最常见的需要进行绿色测试的产品
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空调 基站

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交换机、路由器、防火墙、UTM
应用服务器 存储设备 IP电话系统 接入产品

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对仪器仪表的要求
?

能耗测量仪表
? 能够对高频率和宽频段进行测量 ? 能够实时分析电压、电流、功率和能耗 ? 支持多种输入方式和输入电压电流

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网络测试仪
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能够仿真各种网络场景
仿真各种网络应用 模拟大量用户在线 支持应用场景的动态变化 模拟异常情况

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测试方法
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思博伦绿色测试方法学
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测试量度

跟踪最新能耗标准,如: ANSI ATIS-TEER、IEEE P802.3az
结合使用RFC 2544 每秒可进行两次耗能抽样 抽样持续时间可调,建议最少5分钟以上

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绿色测试方法学
?

以交换机为例
? 以太网交换机能耗的影响因素:
? ? ? ?

网络接口类型:电口/光口 处于激活状态的端口数目 软件模块数目 流量分析的深入程度

?

风扇的工作状态

? 多种场景对交换机能耗进行测试:

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测试量度
?

总能耗/总功率
? 在测试场景下的总能耗(单位:度) ? 总功率(单位:瓦)

?

ETSI
? PBB

?

ATIS
? TEER

?

平均能耗/功率
? 根据在线用户数进行平均(Subs/Watt) ? 根据转发数据量进行平均(Mbps/Watt,
Gbps/Watt)

? ? ?

无业务能耗 全转发能耗

碳排放
? 可根据原始数据换算(单位:二氧化碳
<克>/Mbps)(注:一吨煤可以发电2500 度左右)

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绿色测试—能耗自动化测试拓扑
测试仪表
流量/负荷 流量仿真

自动化测试控制台
Fanfare iTest


Spirent Test Center


能耗数据等

CPU使用率等

被测设备
能耗测算 串口读/写

●被测设备全覆盖:从物理层到应用层 ●各种应用流量模拟,负载大小可调 ●同时收集被测设备的关键信息,如:CPU利用率 ●自动保存能耗数据 ●一键式测试流程自动化 ●测试方法标准化,遵循国际或行业标准

电能表
电源 (交流220V)

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能耗测试仪
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GTester
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能够进行电压、电流、功率和能耗的测量

支持RS-485通信接口
提供远程控制软件和串口命令 超便携式仪表 具有液晶显示 精度可设置,可精确至千分之一度

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GTester的分布式应用场景
自动化测试控制台 能耗测试结果

GTester

被测系统

流量仿真仪表

数据性能测试结果
Spirent Test Center
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流量仿真仪表
自动化测试控制台 Abacus GTester

SmartBits

VoIP系统 交换机、路由器、 防火墙、VPN、 UTM、存储、应用 网关 服务器

STC

被测系统 Avalanche 流量仿真仪表
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例1:电信能效评级(TEER)

12

内容包括
?

TEER (电信能效评级):Telecommunications Energy Efficiency Ratio, 已成为ANSI标准

?

TEER=Td/Pw
? TEER为被测设备的最大吞吐量与加权功率的比值,其中:
? Td = 最大吞吐量(固定配置和机箱式DUT)

? Pw = 加权功率

? Pw = a*Pu1

+ b*Pu2 + c*Pu3,其中:

? Pw = 加权功率
? (a,b,c) = 功率权重, 其中:a +b +c=1.0 ? (Pu1,Pu2,Pu3) = 系统在不同 工作状态(不同的流量负载水平)下的功率

13

内容包括
?

Pw = a*Pu1

+ b*Pu2 + c*Pu3

? 功率权重 (a,b,c) 以及不同的系统工作状态 (u1,u2,u3) 取决于被测设备(DUT)不
同的设备分级和网络中所处的不同位置

? 例如,下表为以太网交换机的TEER测试分类、权重和流量等级

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测试构成
?

iTest下的Session类型

被测设备(DUT):12xGE LAN Switch

【Serial Session】 【Spirent TestCenter Session】 【Tcl Session】通过RS-485转 RS-232串口

?
? ?

流量仿真测试仪表:Spirent TestCenter
能耗表:GTester 自动化测试平台:iTest 4.0

在iTest GUI 上可以生成 测试拓扑。 并在拓扑里 的设备中定 义属性、设备 Session等信 息。

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能耗自动化测试脚本实例
?

测试一款12口千兆交换机(DUT)的电信能效评级
① ② ③ ④ ⑤
RFC 2544测试,得到DUT的吞吐量Td 按照Td的100%发流15分钟,期间每秒采样一次并得到平均功率Pu3 按照Td的10%发流15分钟,期间每秒采样一次并得到平均功率Pu2 无负载条件下的平均功率,15分钟,期间每秒采样一次并得到平均功率Pu1 计算出加权功率Pw和电信能效评级TEER



② ③ ④ ⑤
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步骤详解(1/2) —— Step 2
?

按照Td的100%发流15分钟,期间每秒采样一次并得到平均功率Pu3
① ② ③ ④ ⑤
根据吞吐量Td修改负载,Td*100% 按照Td的100%发流15分钟,并开启仪表性能状态统计 打开GTester会话,每秒采样一次,共900次(15分钟),得到平均功率Pu3 显示性能统计结果 停止发流

① ②

③ ④ ⑤
17

步骤详解(2/2) —— Step 5,6
?

计算出加权功率Pw和电信能效评级TEER
① ② ③
依据DUT类型和网络中的位置确定加权值 计算出加权功率Pw 计算出电信能效评级TEER

① ② ③

18

确认各步骤的Response(1/4) ——Pu3
?

按照Td的100%发流15分钟,期间每秒采样一次并得到平均功率Pu3

Pu3=62.762 Watt

19

确认各步骤的Response(2/4) ——Pu2
?

按照Td的10%发流15分钟,期间每秒采样一次并得到平均功率Pu2

Pu2=61.621 Watt

20

确认各步骤的Response(3/4) ——Pu1
?

无负载条件下的平均功率,15分钟,期间每秒采样一次并得到平均功率Pu1

Pu1=55.335 Watt

21

确认各步骤的Response(4/4) ——TEER值
?

计算出加权功率Pw和电信能效评级TEER
① ②
加权功率Pw=61.107 Watt

交换机(DUT)的电信能效评级——TEER= 16.365 Mbps/Watt

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例2:核心交换机功率测试

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能耗自动化测试脚本实例
?

不同厂商核心交换机(DUT)功率测试
① ② ③ ④
显示DUT安装的模块/接口的类型和状态 按带宽的100%发流,并定制要显示的性能指标(可任意配置不同的流量等级) 发流5分钟,期间每秒采样一次并得到平均功率 停止发流,显示性能统计

① ②





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测试结果1——厂商A Vs.厂商B
? ?

配置:机箱 + 2x引擎 + 2x8口10GE模块 负载:按带宽的100%在两个万兆板卡之间发流,采用Backbone拓扑
① ②
DUT(厂商A)=1.9813千瓦 DUT(厂商B)=1.2353千瓦

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测试结果1——厂商A Vs.厂商B

在均实现10GE板间线速条件下,与 厂商A相比,厂商B交换机的功率降 低了37.7%
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测试结果2——厂商B电源模块个数的影响
?

配置:机箱 + 2x引擎 + 2x8口10GE模块,前后两次分别配置2个和3个电源模块 (多个电源实现负载均衡) 负载:按带宽的100%在两个万兆板卡之间发流,采用Backbone拓扑
① ②
DUT带2个电源模块(厂商B)=1.1844千瓦 DUT带3个电源模块(厂商B)=1.2353千瓦

?

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测试结果2——厂商B电源模块个数的影响

在同样的负载条件下:厂商B的交换 机插3个电源模块,比插2个电源模 块时增加功率51瓦。
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例3:综合耗电量测试

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能耗自动化测试脚本实例
?

线速发流,包长64字节,测试一款48口交换机(DUT)能耗(度:KWH)
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
测试DUT初期状态下(全部端口Disable)的能耗 激活DUT的全部端口 再次测试DUT的能耗 使用Spirent TestCenter(简称为STC)按照千兆100%带宽发流,包长64字节,12个端口Full Mesh 收集STC的执行结果及DUT的CPU利用率等信息 再次测试DUT的能耗 整个测试脚本执行完毕,测试结束

① ②、③ ④、⑤、⑥ ⑦
30

步骤详解(1/2)
②的详解

Run Action下调用另外的测试包

FOR 循环:激 活DUT的所有 48个端口并 验证端口状 态

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步骤详解(2/2)
④⑤⑥的详解

④使用Spirent TestCenter按照千兆线速发流 ⑤收集STC的执行结果及DUT的CPU利用率等信息 ⑥再次测试DUT的功耗

开始发流:12端口Full Mesh 120秒后确认Test Center结果(丢 包、延迟等) 查看DUT即时信息(如:CPU利用率)

测算DUT的电能消耗 停止发流

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确认各步骤的Response

DUT端口处于Disable状态下,1 小时耗电量为0.04度(KWH)

DUT端口处于Enable状态下,1 小时耗电量为0.06度(KWH)

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确认各步骤的Response

STC发流,DUT 1小时耗电量为0.07 度(KWH)

确认STC的发包速率

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测试执行结果
执行测试例后,自动生成能耗测试报告。

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异常情形:ARP攻击使DUT的CPU满负荷
测试条件:DUT48个端口处于 Enable状态下,使用其中一个 端口作为ARP攻击源。 ARP攻击:目的MAC = FF:FF:FF:FF:FF:FF

测试现象:DUT的CPU利用率 从低于10%上升到90%以上, DUT只能通过串口管理。
测试结果:1小时能耗仍为0.06 度,与攻击前相同。

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本次测试样品的结果考察
?

DUT的端口在关闭与开启的不同状态下 ,能耗不同:
? 在48个GE端口由Disable变为Enable后,1小时耗电量从0.04度(千瓦时)上升为0.06度。 ? 在12个端口按照千兆带宽的100%以Full Mesh方式发流后,耗电量产生变化:
? 1小时耗电量上升为0.07度。 ? 这时,DUT中的CPU利用率为9%。

?

STC一个端口模拟ARP攻击 ,DUT的CPU利用率上升至90%以上,1小时耗电 量仍为0.06度。
?用于实验中的DUT,增加CPU负荷与耗电量的上升没有联系(0.06度 vs. 0.06度); ?在激活DUT的所有端口条件下,能耗比端口未激活状态下提高了50%; ?在12端口按带宽的100%发流的条件下,能耗上升16.7%;(0.07度 vs. 0.06度)

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PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL