Měření NGA - praktické ukázky a zkušenosti Praha, 28.4.2016 Martin Novotný, Josef Beran, Martin Ťupa AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ
®
Nástroje a aplikace pro měření
Transport
Network
Data Link
L4
L3
L2
•
RFC 6349
•
TCP Throughput
•
Traffic Gen/Mon
•
Y.1564 – EtherSAM
•
RFC 2544
•
BERT a SDT
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
1
BERT L2 • •
0110001011
Poměr chybných bitů proti správným End to end test
0100011011
BERT
›
Měření BE rate • • •
BERT
DUT
Pošle známý vzorek bitů z Tx do Rx Analýza signálu na Rx dle vzorku V návaznosti na zjištěných BE vypočte koeficient
Pravidla pro PRBS
›
• •
Délka PRBS je přímo uměrná rychlosti spoje PRBS délky • PRBS -7 = 127bits • PRBS -11= 2047bits • PRBS -15= 32767bits • PRBS -31= 2,1*109bits
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
SDT – Service Disruption Time L2 •
doba přerušení služby
Outage time 0110
010101100011
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
2
Konvence v názvosloví Model TCP/IP
Referenční Model ISO/OSI
Host Layer
Application
Network Process to Application
Presentation
Data Representation and Encryption
Session
Interhost Communications
Transport
Media Layer
L7
L4
Physical
Application
End-to-End Connections And Reliability
L4
Path Determination and Logical Addressing
Network Data Link
L7
L2
Network
L2
Physical addressing Signal and Binary Transmission/Media
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
Transport
Data Link
www.profiber.eu
L4
Network
IP
Data Link
Ethernet
Transport
TCP Reliable Transport Protocol
Network
IP
Data Link
Ethernet
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
RFC 6349
UDP Unreliable Transport Protocol
EXFO’s Solution
Transport
ITU-T Y.1564
L4
RFC 2544-like
UDP vs TCP
www.profiber.eu
3
RFC 2544 (rok 1999) L3 • • •
Internet Engineering Task Force (IETF) standard (http://www.ietf.org) Doporučení jak na bechmarking aktivních prvků Definováno pro různé délky paketů
•
Testování jednotlivých částí SLA
–
L2
64, 125, 256, 512, 1024, 1280, 1518
Throughput Propustnost
Latency Zpoždění
Frame Loss Ztráta rámců
Back-to-Back (Burstability) Zatížitelnost
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
ITU-T Y.1564 (rok 2011) L3
L2
• Doporučení ITU-T Y.1564 – „Ethernet service activation test methodology“ – Metodologie na měření při aktivaci Ethernetových linek – Nahrazuje RFC 2544
• Standard pro testování služeb Triple play – Síť je testována pomocí generovaných streamů (Data, IPTV, VoIP)
• Parametry – – – –
Šířka pásma (bandwidth) Ztrátovost paketů (dropped packets) Zpoždění (delay) Rozptyl zpoždění (jitter)
• Vhodné pro verifikaci a troubleshooting AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
4
ITU-T Y.1564 L3
L2
CIR (Committed Information Rate) [bit/s] - Přenosová rychlost, síť přenáší data - Garance SLA EIR (Excess Information Rate) [bit/s] - Přenosová rychlost, síť přenáší data - SLA nemusí být splněny Traffic Color Awareness Dropped pásmo (všechno nad EIR)
Pásmo
EIR
Best Effort pásmo (všechno mezi CIR a EIR)
CIR
Garantované pásmo (všechno pod CIR) Čas
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
ITU-T Y.1564 L3
L2
• CIR: Committed Information Rate • EIR: Excess Information Rate • PIR (není součástí Y.1564!): Peak Information Rate MEF: PIR=CIR+EIR • CBS: Committed Burst Size • EBS: Excess Burst Size • FL & FLR: Frame Loss and Frame Loss Rate • FTD & FDV: Frame Transfer Delay and Frame Delay Variation • QoS & CoS: Quality of Service and Class of Service • SLA: Service Level Agreement
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
5
EXFO EtherSAM – Y.1564 L3
L2
L3
L2
Možnost testování až 10 služeb
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
EtherSAM – Y.1564
Fáze 1
– Ověření konfigurace sítě (Ramp Test)
Potřeba ověřit: konfiguraci sítě pro každou definovanou službu (rate limiting, traffic shaping, QoS)
Fáze 2 –
Metoda: Pro každou službu je vykonán ramp test pro dosažení CIR. Výkonnostní parametry musí být v předepsaných mezích
Test Služeb
Potřeba ověřit: Kvalitu služby pro každou definovanou službu či splňuje SLA požadavky
Metoda: Včechny služby jsou generovány najednou do jejich CIR a současně jsou měřeny parametry všech služeb
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
6
Traffic Gen/Mon L3
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
L2
www.profiber.eu
TCP protokol L4
TCP komunikace
TCP Client
TCP Server Establish TCP Session (SYN) Accept TCP Session (SYN-ACK) Acknowledge TCP Traffic (ACK) Send TCP Traffic (TCP Segment) Acknowledge Received TCP Traffic (ACK) Close TCP Session (FIN) Accept Closure of TCP Session (FIN-ACK) Acknowledge TCP Traffic (ACK)
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
7
TCP protokol L4
TCP komunikace TCP operuje na modelu Klient / server Congestion Window (CWND)Klient inicializuje spojení se serverem CWND = Počet nepotvrzených bitů ve spojení Příklad: Pro “naplnění přenosové trubky”, Jsme omezeni na 1 segment/RTT musí odesílatel poslat takové množství dat které se vejde do RTT Předpokládjme teoretické RTT 20ms = po skončení RTT je očekáván první TCP odesílatel odešle 125kB dat maximální rychlost 50 rámců/s TCP propojení je hotovo ACK Velmi neefektivní!
Poté dostane odsamotná přijímatele ACK, který mu Vezmeme-li velikost rámce 1518 bytů, Začíná TCPstartovací komunikace Toto množství dat se nazývá Zde přichází scénuodesílat velikostdata TCP okna! dovolínaznovu dostaneme: Bandwidth-Delay Product or BDP. 1518 × 8 × 50 ≈ 600 𝑘𝑏𝑖𝑡/𝑠 BDP = Link Rate x RTT Link rate = CIR Nehledě na tom jestli máme 10M nebo 100G je throughput limitován na 600 kbit/s Příklad s 50Mbps linkou 50 Mbit/s a 20 ms RTT: 50 Mbit/s * 20 ms = 1 000 000 bits nebo 125 kB = Window Size = BDP AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
TCP - názvosloví L4 • RTT (Round Trip Time) / RTD (Round Trip Delay) [ms] = doba mezi odesláním 1 segmentu TCP dat a přijetím potvrzovacím zprávy (ACK) • BDP (Bandwidth-Delay Product) [bytes] = množství dat, které jsou možné odeslat během doby, než odesílatel obdrží potvrzení od příjemce • TCP Window size [bytes]= objem přenášených dat, ideálně odpovídá BDP • MTU (Maximum Transmission Unit) [bytes] = maximální přenositelná jednotka • Window sweep [bit/s] = rychlost přenosu TCP dat
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
8
RFC 6349 L4 Doporučení RFC 6349 - „Framework for TCP Throughput Testing “ - Metodologie pro testování TCP propustnosti - Internet Engineering Task Force (IETF) Metodologie - Nalezení MTU - Zjištění RTT a BB (Bottleneck Bandwidth = limitní přenosová rychlost) - Samotná TCP propustnost (jedno nebo více TCP spojení) Metriky - TCP Transfer Time = doba přenosu 1 segmentu - TTR (Transfer Time Ratio) - Maximální dostupná TCP propustnost - TCP efektivita - Zpoždění bufferu
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
EXFO TCP Troughput L4
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
9
EXFO RFC 6349 L4
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
EXFO TCP Troughput vs RFC 6349 L4
TCP Throughput Počet TCP komunikací Vzdálená konfigurace měřáku
RFC 6349
1 TCP spojení 1 nebo více TCP spojení Ne. Manuální nastavení a Ano. Podporuje DTS = spuštění na obou koncích trasy konfigurace přes jeden měřák
Bidirectional
Ne. Potřeba manuálně změnit status Client/Server
Window Size
Možnost nastavit konkrétní TCP Window je automaticky hodnoty nebo rozsahy pro TCP vypočítáváno s aktuálního CIR a Window RTT
Testing Rate
10M to 1GE
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
Ano. Automaticky se provádí v rámci jednoho testu
10M to 100GE
www.profiber.eu
10
iSAM L4 •
L3
L2
plně automatizované testovací aplikace pro validaci end-to-end služeb na L2, L3 a L4 až do 100GbE
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
MEF 23.1 L4
L3
L2
MEF 23.1 Thresholds Criteria Frame Loss Ratio (FLR %)
Frame Delay (FD) in milliseconds (ms)
Inter Frame Delay Variation (IFDV)
Metro H
≤ 0.01%
≤ 10 ms
≤ 3 ms
Metro M
≤ 0.01%
≤ 20 ms
≤ 8 ms
Metro L
≤ 0.1%
≤ 37 ms
Not Specified
Regional H
≤ 0.01%
≤ 25 ms
≤ 8 ms
Regional M
≤ 0.01%
≤ 75 ms
≤ 40 ms Not Specified
REGION
Regional L
≤ 0.1%
≤ 125 ms
Continental H
≤ 0.025%
≤ 77 ms
≤ 10 ms
Continental M
≤ 0.025%
≤ 115 ms
≤ 40 ms
Continental L
≤ 0.1%
≤ 230 ms
Not Specified
Global H
≤ 0.05%
≤ 230 ms
≤ 32 ms
Global M
≤ 0.05%
≤ 250 ms
≤ 40 ms
Global L
≤ 0.1%
≤ 390 ms
Not Specified
AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ ®
www.profiber.eu
11
Schéma pracoviště
CO Central Office
Distribuční Síť (primární)
DP Distribuční bod
Distribuční síť (sekundární)
AP Soustřeďovací bod
Účastnická síť
účastnická zásuvka
Emulátor LAN/WAN
Y.1564
RFC 6349
DTS pro Y.1564 a RFC 6349
Děkujeme
[email protected] www.profiber.eu AKADEMIE VLÁKNOVÉ OPTIKY A OPTICKÝCH KOMUNIKACÍ PROFiber Networking CZ s.r.o. Mezi Vodami 205/29 143 00 Praha 4
®
PROFiber Networking s.r.o. Bernolákova 2 917 01 Trnava
12