在网络基础设施中，路由器和交换机是核心设备，它们的性能和稳定性直接影响着网络的运行效率及安全。为了确保路由器和交换机在网络中的高效稳定运行，需要对它们进行严格的测试。本文将介绍10个路由器和交换机常见的二三层测试指标。
本文主要内容介绍：
吞吐量（Throughput）
丢包（Frame Loss）
时延（Latency）
背靠背性能（Back-to-Back）
抖动（Jitter）
误码率（Bit Error Rate）
路由表容量（Routing Capacity）
MAC 表容量 （MAC Capacity）
QoS功能（Quality of Service）
转发性能稳定性（Stability of Forwarding）
1.吞吐量（Throughput）
定义：指被测试设备或系统在不丢包的情况下，能够达到的最大数据转发速率。
测试方法：在测试设置规定的时间段内，以全线速度或规定的速率及帧长生成业务流量，测量被测试设备或系统能够处理的最大数据量。Spirent TestCenter支持在各种场景下的吞吐量测试，其RFC-2544以及Asymmetric Performance Test Wmatchizard测试向导，能够快速创建测试套件，进行测试并完输出测试报告。
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图1：RFC-2544吞吐量测试
图2：非对称（Asymmetric）吞吐量测试
吞吐测试主要是确定被测试对象的数据处理能力，包括数据的输入、处理和输出速度。通过吞吐测试，可以了解系统在不同负载下的性能表现，为系统的优化、扩容和性能评估提供依据。
2.丢包（Frame Loss）
定义：衡量在稳定高负载状态下情况下没有能够转发的帧的比例。
测试方法：在规定时间内生成 100% 的负载（或按测试自定义设置 ），测试结束时报告被丢弃的数据包百分比。
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图3：RFC-2544 丢包率测试
图4：非对称（Asymmetric）丢包率测试
丢包率测试主要是检测在数据传输过程中，数据包丢失的情况。通过测量丢包率，可以了解网络的稳定性、可靠性和质量。如果丢包率过高，会导致网络应用出现卡顿、延迟、数据不完整等问题。
3.时延（Latency）
定义：数据包从发送端传输到接收端所需的时间，包括发送时延、传播时延、处理时延和排队时延。
测试方法：测量在指定负载/帧长等条件下，数据包通过被测系统所需的时间。使用Spirent TestCenter，能够准去的输出报告，支持平均延迟、最小延迟、最大延迟、延迟分布等。
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图5：RFC-2544时延测试测试
图6：非对称（Asymmetric）时延测试
图7：流视图时延结果
时延测试主要是评估网络、系统或设备的响应速度和性能。低时延对于实时性要求高的应用（如在线游戏、视频会议、金融交易等）至关重要，时延测试可以帮助确定系统是否能够满足这些应用的需求。
往期参考文章：
Spirent TestCenter - RFC2544 Latency 测试参数详解
Spirent TestCenter小技巧 -如何理解时延测试的LIFO、FIFO和LILO
4.背靠背性能（Back-to-Back）
定义：通过以最大帧速率发送突发传输流，并测量无包丢失时的最所能处理的最大包数。
测试方法：在全负载条件下生成突发传输流，逐步增加突发长度，直到出现包丢失为止，通过二分搜索法查找无包丢失时的最大突发长度。
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图8：RFC-2544 Bak to Back测试
背靠背测试主要用于检验网络设备或系统在短时间内处理大量突发数据的能力。它模拟实际应用中可能出现的突发流量情况，以评估设备或系统在极端负载下的性能表现和稳定性。对于能满足线速发送的设备或网络，该测试意义不大。
往期参考文章：
5.抖动（Jitter）
定义：由于网络上变动，排队时延等原因造成的数据包到达时间间隔不统一的现象。
测试方法：测量数据包到达时间间隔的变化情况，评估网络传输的稳定性。
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图9：流结果视图抖动结果
抖动测试主要是检测数据传输过程中时间延迟的变化情况。抖动会影响实时性要求高的应用，如语音通话、视频会议和在线游戏等，可能导致声音或图像的不连贯、卡顿等问题。通过抖动测试，可以确定系统的抖动程度，以便采取相应的措施来减少抖动，提高系统性能。
6.误码率（Bit Error Rate）
定义：确定在路由器传输数据过程中出现错误比特的比例。
测试方法：在测试期间，统计误码帧数量，并计算其占总数据帧的比例。Spirent TestCenter流支持 PRBS23 模式的Payload填充，可对每条留进行统计计算相应的误码率。
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图10：设置Payload的为PRBS模式
图11：流视图PRBS error结果查看
误码率反映了路由器的信号传输可靠性和稳定性，对于保证数据的准确传输至关重要。如果误码率过高，可能会导致数据丢失、传输错误，影响网络应用的性能。
往期参考文章：
7.路由表容量（Routing Capacity）
定义：主要是确定路由器设备能够存储和处理的路由表项数量。
方法：通过 BGP 等协议向路由器注入大量路由条目，测试路由器能够处理的最大路由表容量及其对性能的影响。Spirent TestCenter能够模拟大量的不同类型路由信息，满足对路由构建的需要。
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图12：快速生成BGP路由
随着网络规模的不断扩大和复杂性的增加，路由器需要处理大量的路由信息。通过测试路由表容量，可以了解路由器在不同网络环境下的性能表现和可扩展性。
往期参考文章：
1.第12期 Spirent TestCenter - 如何导入真实BGP路由表
8.MAC表容量（MAC Capacity）
定义：用于评估网络设备（如交换机、路由器等）存储和管理 MAC 地址能力。
方法：使用测试工具模拟大量 MAC 地址的学习过程，记录交换机能够存储的最大 MAC 表容量。
Spirent TestCenter拥有完整的RFC2889测试套件，MAC 表容量测试是其重要测试之一能够快速创建并测试，输出结果报告。
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图13：RFC-2889 MAC表容量测试
测试主要是确定设备能够存储的 MAC 地址数量上限，以及在接近或达到这个上限时设备的性能表现。MAC 表容量对于网络设备的性能和稳定性至关重要，因为它直接影响设备在网络中的数据转发效率和准确性。
往期参考文章
9.Qos功能（Quality of Service）
定义：QoS（服务质量）功能测试是评估网络设备或系统在不同网络条件下保障特定服务质量。
方法: 使用特定的流量生成工具，生成不同类别的流量，例如基于 Vlan、IP 地址、端口号、协议类型，IP DSCP等进行分类，测量不同流量在网络中的传输延迟和抖动，丢包等情况。
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图14：DSCP设置
QoS 功能测试是确保网络能够提供可靠、高效服务质量的重要手段。通过科学的测试方法和全面的结果分析，可以发现网络中的问题，优化网络。
往期参考文章
10.转发性能稳定性（Stability of Forwarding）
定义：测试设备在长时间运行和高负载条件下的转发性能稳定性。
方法：通过长时间运行测试工具，持续发送数据包并监测设备的转发性能。记录并分析性能波动情况，评估设备的稳定性。
Spirent TestCenter可以常见大规模协议，大规模端口，大规模流量下长期稳定运行完成长时间测试，验证测试设备或网络的稳定性。
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图15：多端口长时间大流量稳定性测试
本测试主要是确定网络设备在持续运行状态下，能够保持稳定的转发性能，不会出现性能下降、丢包、延迟增加等问题。确保设备能够满足实际网络环境中长时间、高负荷的数据转发需求。
往期参考文章:
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关键字： 吞吐量，丢包，时延，背靠背，抖动，误码率，路由表容量，MAC表容量，Qos，转发，性能稳定性
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