Диагностика неуправляемых коммутаторов Ethernet

Как можно продиагностировать неуправляемый коммутатор Ethernet и убедиться, что он корректно функционирует?

Для выполнения первичной диагностики понадобятся 2 компьютера, подключенные к коммутатору. Для тестирования будем использовать сетевые утилиты Ping (входит в состав операционных систем Windows, Linux, MacOS и др.) и iPerf3 (потребуется дополнительная установка).
 
Будем использовать следующую схему подключений:
 
[ ПК-A ] ------------- [ Неуправляемый коммутатор ] ------------- [ ПК-Б ]
IP: 192.168.1.1                                                                IP: 192.168.1.2
 
1. Для тестирования соединения запустите пинг с одного компьютера на другой.
Ping — утилита для проверки соединений в сетях на основе TCP/IP.
 
В командной строке компьютера ПК-Б выполните:
ping 192.168.1.1
 
Если коммутатор работает исправно, то во время проведения теста должно быть 0% потерь сетевых пакетов и время приема-передачи пакета в миллисекундах (мс) должно составлять менее 1 мс.
 
 
 

2. Если вы хотите выполнить проверку пропускной способности неуправляемого коммутатора, вы можете выполнить тест с использованием специальной утилиты iPerf3.
iPerf3 свободное программное обеспечение, доступное для различных ОС: Windows, Linux, MacOS, Android и др.
Это кроссплатформенная консольная клиент-серверная программа — генератор трафика TCP, UDP и SCTP для тестирования пропускной способности сети.
Официальный сайт программы: http://software.es.net/iperf/
Загрузка нужной версии программы для различных ОС: https://iperf.fr/iperf-download.php
 
Будем использовать такую же топологию, которая представлена в начале данной статьи.
 
Синтаксис команды:
iperf3 -s [ опции ]
iperf3 -c server_host [ опции ]
Полный синтаксис команды и описание всех доступных опций программы смотрите на сайте разработчика: http://software.es.net/iperf/invoking.html#iperf3-manual-page
 
В командной строке ПК-A выполните:
iperf3 -s    <ключ -s означает, что компьютер будет работать в качестве сервера>
Данной командой осуществляется запуск сервера на порту tcp/5201 по умолчанию. Сервер слушает только tcp-порт, выбор протокола (tcp/udp/sctp) осуществляется на стороне клиента.
 
Перейдите в командную строку на ПК-Б и выполните:
iperf3 -c 192.168.1.1    <ключ -c означает, что компьютер будет работать в качестве клиента, а 192.168.1.1 — IP-адрес сервера>
Тестирование проходит в течение 10 секунд. В результате выполнения тестирования вы увидите значения пропускной способности (Bandwidth) активного подключения.
 
В нашем примере в тестировании использовался пятипортовый неуправляемый коммутатор ZyXEL ES-105A для подключения сетевых устройств со скоростью до 100 Mбит/с (Fast Ethernet). Пропускная способность нашего подключения составила ~ 94 Мбит/с (для протокола tcp). Для коммутаторов Gigabit Ethernet пропускная способность составляет ~ 940-950 Мбит/c (для протокола tcp).
 
Внимание! Результаты пропускной способности будут зависеть от ряда факторов: какой кабель Ethernet используется (4-х или 8-ми жильный); какой интерфейс используется на коммутаторе и устройствах участвующих в тестировании (Fast Ethernet — 100 Мбит/c или Gigabit Ethernet — 1 Гбит/c); от размера MTU (Maximum Transmission Unit — максимальный размер полезного блока данных одного пакета, который может быть передан протоколом без фрагментации); от размера передаваемых пакетов, от протокола (tcp/udp/sctp), от настроек драйвера сетевого адаптера и др.
 
Указанного выше варианта тестирования пропускной способности вполне достаточно для выполнения первичной диагностики, однако возможности программы iPerf3 этим не ограничиваются. С помощью дополнительных опций программы можно устанавливать время тестирования, полосу пропускания, ограничения по скорости, определять длину пакета и объем передаваемых данных, направление приема-передачи пакетов, протокол и другие параметры.
 
 
Примечание
 
Вопрос: Почему полученные значения пропускной способности при тестировании меньше заявленной скорости подключения, установленной по стандарту?

Ответ: Как известно, для передачи данных в сетях Ethernet используется стек протоколов TCP/IP, который включает в себя четыре уровня сетевой модели OSI: прикладной (application), транспортный (transport), сетевой (network) и канальный (link). Данные верхних уровней упаковываются в пакеты нижних уровней модели OSI. На транспортном уровне работают два основных протокола: TCP и UDP.
TCP (Transfer Control Protocol) — протокол контроля передачи; протокол TCP применяется в тех случаях, когда требуется гарантированная доставка сообщений.
UDP (User Datagram Protocol) — протокол пользовательских датаграмм; UDP использует простую модель передачи, без контроля доставки сообщений для обеспечения надежности и целостности данных. Связь достигается путем передачи информации в одном направлении от источника к получателю без проверки готовности или состояния получателя. Таким образом, UDP предоставляет ненадежный сервис, когда датаграммы могут прийти не по порядку, дублироваться или вовсе исчезнуть.
В сети Ethernet данные передаются в пакетах (кадрах). Сетевые пакеты могут содержать до 10% служебной информации, но в простой топологии (без использования vlan, 802.1p, дополнительных опций типа TCP timestamp, window scale) дополнительные издержки не должны превышать 5-6%.
Максимальная полезная нагрузка (Payload) TCP в сетях Ethernet обычно составляет порядка 94-95%.
Что касается результатов тестирования, которые были получены в нашем примере. Максимальная скорость на портах коммутатора составляет 100 Мбит/с, а полученное значение пропускной способности 94 Мбит/с; разница составляет 6 Мбит/c, что составляет 6%. Таким образом, полученные результаты соответствуют нормальным значениям.
Если же разница составляет более 10%, то можно говорить о каких-то неоптимальных настройках или ошибках в работе сетевого оборудования или конфигурации сети.

KB-4643

Была ли эта статья полезной?
Пользователи, считающие этот материал полезным: 6 из 6

Комментарии

0 комментариев