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
? ?
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
?
远端机房的供电靠供油发电机
? 油价波动 ? 运输的成本
?
成为目前工业测试发展的主要方向
? 已经形成全球共识
2
最常见的需要进行绿色测试的产品
? ?
空调 基站
?
? ? ? ?
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
3
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
?
网络测试仪
? ? ? ? ?
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
4
测试方法
?
思博伦绿色测试方法学
? ? ? ? ?
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
5
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:
6
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)
7
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
网
Spirent Test Center
络
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)
8
能耗测试仪
?
GTester
? ? ? ? ? ?
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
9
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
10
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
11
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
14
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。
15
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
①
② ③ ④ ⑤
16
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
①
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
①
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
①
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
22
例2:核心交换机功率测试
23
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
③
④
24
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
25
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%
26
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
?
27
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。
28
例3:综合耗电量测试
29
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
31
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
32
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)
33
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
34
测试执行结果
执行测试例后,自动生成能耗测试报告。
35
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。
36
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)
37
PROPRIETARY AND CONFIDENTIAL