Сравнение производительности MPLS и IP в рамках лабораторного стенда на GNS3
Автор: Бессараб А.Н., Кошель Д.М.
Журнал: Форум молодых ученых @forum-nauka
Статья в выпуске: 5-1 (21), 2018 года.
Бесплатный доступ
В статье производится сравнение производительности виртуальной сети при работе на уровне L3 и L2.5 эталонной модели OSI.
Виртуализация, симулятор сети
Короткий адрес: https://sciup.org/140282478
IDR: 140282478
Текст научной статьи Сравнение производительности MPLS и IP в рамках лабораторного стенда на GNS3
В различных источниках встречается противоречивая информация о влиянии MPLS на производительность сети. Было принято решение, используя лабораторную среду стенда, исследовать влияние включения MPLS на скорость передачи данных по сети. Для этого была использована готовая топология, разработанная и настроенная в рамках методических указаний по проведению лабораторной работы по теме MPLS. К максимально удалённым маршрутизаторам R5 и R13 подключены виртуальные машины VirtualBox под управлением Windows XP. Для выполнения измерений использовано хорошо зарекомендовавшее себя, открытое, кроссплатформенное приложение iperf.
Перед началом измерений было проверено, что максимальная пропускная способность будет ограничена маршрутизаторами, а не другими участками виртуальной сети, для этого выполнили серию измерений пропускной способности на схеме с прямым соединением виртуальных машин и с соединением через виртуальный коммутатор L2. Результаты измерений добавлены в общую таблицу измерений.
Экспериментальным путём так же были подобраны настройки обеспечивающие максимальную производительность на приём\отправку пакетов в интерфейс. Итоговая команда для выполнения замеров:
Iperf –c 10.0.0.2 –b 0 –u –t 60 –I 10
параметры:
-
- с
- запуск в режиме клиента с указанием адреса сервера; -
- b 0 – отмена ограничений на утилизацию интерфейсов;
-
- u – использование UDP трафика, снижает задержки на виртуальных машинах, которые могут повлиять на показания пропускной способности сети;
–t 60 – установить время каждого измерения в 60 секунд, данный интервал выбран исходя из соображений о обязательном включении в каждый тестовый замер служебного трафика сети, периодичность обмена которым по основным протоколам не превышает одной минуты;
–I 10 – периодичность вывода промежуточных результатов.
Примеры вывода iperf:
|
[ 4] 24.00-25.01 sec 15.0 MBytes 126 Mbits/sec 1920 [ 4] 25.01-26.01 sec 17.2 MBytes 144 Mbits/sec 2200 [ 4] 26.01-27.01 sec 15.2 MBytes 128 Mbits/sec 1950 [ 4] 27.01-28.00 sec 12.3 MBytes 104 Mbits/sec 1580 [ 4] 28.00-29.00 sec 14.7 MBytes 123 Mbits/sec 1880 [ 4] 29.0O-3O.OO sec 16.9 MBytes 141 Mbits/sec 2160 [ 4] 3O.0O-31.OO sec 12.6 MBytes 105 Mbits/sec 1610 [ 4] 31.00-32.01 sec 16.9 MBytes 141 Mbits/sec 2160 [ 4] 32.01-33.01 sec 17.3 MBytes 145 Mbits/sec 2220 [ 4] 33.01-34.01 sec 15.0 MBytes 126 Mbits/sec 1920 [ 4] 34.01-35.00 sec 12.9 MBytes 109 Mbits/sec 1650 [ 4] 35.00-36.00 sec 17.0 MBytes 143 Mbits/sec 2180 [ 4] 36.00-37.00 sec 16.3 MBytes 137 Mbits/sec 2090 [ 4] 37.00-38.00 sec 16.5 MBytes 138 Mbits/sec 2110 [ 4] 38.00-39.01 sec 12.6 MBytes 105 Mbits/sec 1610 [ 4] 39.01-40.01 sec 17.0 MBytes 142 Mbits/sec 2170 [ 4] 40.01-41.01 sec 15.5 MBytes 130 Mbits/sec 1990 [ 4] 41.01-42.00 sec 17.3 MBytes 146 Mbits/sec 2210 [ 4] 42.00-43.00 sec 12.7 MBytes 106 Mbits/sec 1620 [ 4] 43.00-44.00 sec 12.9 MBytes 108 Mbits/sec 1650 [ 4] 44.00-45.00 sec 16.5 MBytes 138 Mbits/sec 2110 [ 4] 45.00-46.01 sec 13.2 MBytes 111 Mbits/sec 1690 [ 4] 46.01-47.01 sec 16.4 MBytes 137 Mbits/sec 2100 [ 4] 47.01-48.01 sec 16.2 MBytes 136 Mbits/sec 2080 [ 4] 48.01-49.00 sec 15.5 MBytes 131 Mbits/sec 1980 [ 4] 49.00-50.00 sec 14.0 MBytes 117 Mbits/sec 1790 [ 4] 50.00-51.00 sec 16.7 MBytes 140 Mbits/sec 2140 [ 4] 51.00-52.00 sec 17.0 MBytes 143 Mbits/sec 2180 [ 4] 52.00-53.01 sec 14.5 MBytes 121 Mbits/sec 1850 [ 4] 53.01-54.01 sec 13.3 MBytes 111 Mbits/sec 1700 [ 4] 54.01-55.01 sec 16.4 MBytes 137 Mbits/sec 2100 [ 4] 55.01-56.00 sec 15.8 MBytes 134 Mbits/sec 2020 [ 4] 56.00-57.00 sec 15.4 MBytes 129 Mbits/sec 1970 [ 4] 57.00-58.00 sec 11.5 MBytes 96.2 Mbits/sec 1470 [ 4] 58.00-59.00 sec 14.5 MBytes 121 Mbits/sec 1850 [ 4] 59.00-60.01 sec 16.2 MBytes 136 Mbits/sec 2080 [ ID] Interval Transfer Bandwidth Jitter Lost/Total Datag rams I 4] 0.00-60.01 sec 910 MBytes 127 Mbits/sec 369.325 ns 84428/84566 <1 e+02/> I 4] Sent 84566 datagrams |
|
Включен MPLS.
Выключен MPLS.
|
Измерение |
Скорость передачи данных с включённым MPLS, Mbit/s |
Скорость передачи данных с выключенным MPLS, Mbit/s |
Прямое соединение, Mbit/s |
Соединение через "L2", Mbit/s |
|
1 |
127 |
135 |
193 |
150 |
|
2 |
117 |
134 |
211 |
147 |
|
3 |
117 |
134 |
192 |
154 |
|
4 |
129 |
135 |
194 |
156 |
|
5 |
130 |
137 |
195 |
152 |
|
6 |
128 |
133 |
192 |
149 |
|
7 |
131 |
135 |
192 |
164 |
|
8 |
128 |
131 |
194 |
159 |
|
9 |
128 |
132 |
205 |
160 |
|
10 |
128 |
129 |
198 |
157 |
|
Среднее |
126,3 |
133,5 |
196,6 |
154,8 |
Таблица 1. Результаты измерений пропускной способности сети.
Изменение производительности сети посчитаем по следующей формуле:
MB = В ^ -Вт * 100% (1)
Вт ' z
Где
MB - изменение пропускной способности сети в процентах;
Br –средняя пропускная способность сети в режиме маршрутизации, Mbit/s;
Bm – средняя пропускная способность сети в режиме MPLS, Mbit/s.
Подставив полученные ранее значения получим
MB = -6,78%.
Из полученных данных, можно сделать следующий вывод: «Не смотря на присутствие в названии технологии MPLS (MultiProtocol Label Switching) и расположению её на логическом уровне 2.5, процесс выполняется на уровне операционной системы маршрутизатора. Включение MPLS оказывает незначительное отрицательное влияние на производительность сети, по результатам проведённых измерений -6,78%».
Сделанный вывод коррелируется с архитектурой активных сетевых устройств в целом и их виртуальной реализацией в частности. Для получения прироста производительности при использовании технологии MPLS требуется использовать специализированное оборудование, обрабатывающее заголовки MPLS на аппаратном уровне.
Список литературы Сравнение производительности MPLS и IP в рамках лабораторного стенда на GNS3
- Running the GNS3 server as a daemon. https://docs.gns3.com [Электронный ресурс]
- GNS3 server configuration file. https://docs.gns3.com [Электронный ресурс]
- vSphere 6.7 Release Notes https://docs.vmware.com/ [Электронный ресурс]
