利用Chariot測試AP設備吞吐量性能的方案研討

胡月娟

（中國移動通信集團寧夏有限公司，寧夏 銀川 750002）

1 引言

無線網絡AP設備的吞吐量測試是無線網絡建設、維護和故障查找中最重要的手段之一，尤其是在分析與無線網絡性能相關的問題過程中，吞吐量測試是必備手段。一個典型的吞吐量測試方法是從網絡的一個設備向另一個設備發送流量并且確定一個速率和發送時間間隔，而接收端的設備計算接收到的測試幀，測試結束時系統計算接收率。常見測試工具有Chariot、Iperf等。Chariot作為目前網絡業務和性能測試的重要軟件之一，能夠對HTTP、UDP、FTP、Exchange、SQL和SAP等眾多的通信協議和商業應用進行模擬測試。這種端到端的網絡性能測試已被廣泛地應用在局域網內、局域網間和通過廣域網互聯的網絡測試應用環境中。

2 Chariot工作原理

Chariot測試原理是通過模擬真實的數據流量，并運用E2E的方法在網絡系統或網絡設備中模擬測試其在真實環境中的性能。Chariot所采用的主動式監測及測量系統和一般的網管所采用的被動式監視系統有著本質上的不同。同時網管系統及一些在線監測系統的測量一般通過定性測量來實現，而Chariot通過定量測量來實現對網絡系統或網絡設備真實性能的模擬測試。

Chariot的基本組成包括Chariot console和Endpoint。其中Chariot console適用于各種Windows平臺。在Chariot console上可以定義測試所需的各種可能的拓撲結構和業務類型。如今各類移動終端迅速普及，Endpoint作為一款全平臺軟件，可以安裝、運行在Windows、Linux、Unix、Mac、iOS、Android等目前主流跨平臺操作系統上，為不同平臺間的互聯測試提供了便利條件。Chariot Endpoint能夠高效利用運行設備硬件資源，通過網絡執行Chariot console發布的腳本命令，使用者僅需在console端就可以完成所有設置，無需再對Endpoint端另行配置就能完成需要的測試，這大大降低了測試工作量，同時也對遠距離測試及調試提供了便利。Chariot測試具體的工作流程如圖1所示：

圖1 Chariot測試結構圖

無線網絡吞吐量測試結構圖如圖2所示：

圖2 無線網絡結構圖

3 測試步驟

網絡中任意2個節點間吞吐量的基本測試步驟如下：

第一步：在Chariot控制臺新建一個測試任務，包括建立流、選擇腳本以及配置相應的測試時間、觸發條件等測試參數。

第二步：由console端將測試任務命令發送給Endpoint 1，然后Endpoint 1、Endpoint 2之間進行初始化進程。

第三步：在初始化進程完成后，2個Endpoints執行相應的應用腳本，并且由Endpoint 1來收集測試結果等。

第四步：Endpoint 1把測試結果返回給console端，以各種表示形態顯示出來，并以HTML、TXT、CSV這3種形式進行報表輸出。

3.1 系統配置要求

Chariot在使用中對硬件的配置要求不高，目前各類主流機型都可滿足。在Chariot 6.70版本中，控制臺端可以安裝在WIN NT/2000/XP/PE/WIN 7系統上；而Endpoint更是增加了對iOS、Android等移動終端平臺的支持。

3.2 測試示例

實例：無線網絡中2個節點間的吞吐量測試。

任務描述：在無線網絡數據傳輸速度緩慢時，通常利用SNIFFER無線協議分析，但該工具只能抓包不能給出實際帶寬，這時候就需要通過Chariot來確定無線網絡的帶寬是多少，從而判斷數據傳輸速率低的故障點。

假定要測量無線網絡中2 個無線終端（A：192.168.1.10；B：192.168.1.11）之間的實際帶寬。實現的測試步驟如下：

第一步：安裝Endpoint、下載Endpoint。上面已經給出下載地址，在A、B兩臺機上安裝Endpoint，安裝之后Endpoint會自行啟動，此時打開任務管理器查看工作進程，操作系統多了一個名為Endpoint.exe的進程，表示Endpoint已正常運行，具體如圖3所示。

Endpoint支持的操作系統有：Compaq Tru64 UNIX、FreeBSD UNIX、HP-UX、IBM AIX、IBM MVS、IBM OS/2、Linux、Linux IA-64、Microsoft Windows 3.1、Microsoft Windows 95、Microsoft Windows 98/Windows Me、Microsoft Windows NT/2000/XP/XP(64-bit)、Novell Netware、Sco UNIXWare、SGI IRIX、Spirent Communications TeraMetrics、Sun Solaris、iOS、Android。

圖3 Windows操作系統進程示意圖

第二步：安裝Chariot。在另一臺機器上安裝Chariot，也可以在A、B其中的一臺機上安裝Chariot，這里安裝在另一臺機器上，IP為192.168.1.12，Chariot只能安裝在Windows系統上，其軟件啟動界面如圖4所示：

圖4 Chariot console用戶界面

第三步：配置Chariot。主界面中點新建按鈕，在彈出的界面中選擇新建一個拓撲結構的網絡，如點對點連接。在ADD AN ENDPOINT PAIR對話窗口中輸入線路名稱，然后在2個節點處分別輸入進行測試的A計算機的IP地址——192.168.1.10和B計算機的IP地址——192.168.1.11。接下來按腳本選擇按鈕并選取測試所需的腳本，本次測試是測量帶寬，所以可以直接選擇軟件內置的腳本High Performance Throughput。

Chariot console測試界面如圖5所示，Chariot console新建協議測試對示意圖如圖6所示。

圖5 Chariot console測試界面

圖6 Chariot console新建協議測試對示意圖

第四步：配置完成后可以通過復制、粘貼操作增加多條流進行測試。點擊主菜單的RUN或直接點擊RUN按鈕啟動測量工作，默認Chariot會將100個數據包從Endpoint 1發送到Endpoint 2。由于軟件默認的傳輸數據包很小所以很快測量工作就結束了，也可以在設置界面設置運行時間進行穩定性測試。在結果中點THROUGHPUT標簽可以查看本次測試的吞吐量大小并在屏幕下方以曲線圖的方式顯示，方便查看測試時各個時間點的吞吐量波動情況。圖7顯示了Endpoint 1與Endpoint 2之間的實際平均吞吐量為93.065Mbps。

4 測試結果與技巧

Chariot的測試結果可以通過數字加圖形的方式顯示，還可以生成HTML、TXT、CSV這3種格式的測試報表，以方便對測試結果進行分析。其圖形默認形式為曲線圖，也可以根據需要，通過設置，以直方圖、餅圖等方式進行顯示。

此外，所選腳本使用不同的協議，測試結果也會在內容上有一些不同，比如在進行TCP協議測試時，測試結果包括有Tesponse time、Transaction rate、Throughput以及CPU Utilization；當使用UDP/RTP協議時，測試結果還包括有Delay、Jitter、Lost data等指標參數。

圖7 Chariot測試結果

對于基準測試，則主要依據Throughput、Response time、Transaction rate以及CPU Utilization等參數對網絡或網絡設備性能進行評測。比如在對網卡的測試中，可以通過CPU Utilization分析網卡傳輸數據所占用的服務器/客戶端資源與吞吐量的關系，也可以進行千兆網卡的TCP/IP offloading驗證。

對于應用測試，Chariot可以通過4種不同訪問分布形態對在實際應用中的不確定性與隨機性進行測試，使測試者更好地了解網絡或網絡設備對隨機的、突發的流量的處理能力。如能詳細了解網絡或網絡設備使用環境的具體情況，如用戶數量、流量類型、訪問頻率等。通過修改測試腳本，Chariot還可以模擬出一個真實的應用環境，分析網絡或設備在未來實際應用中的性能表現。

為了能準確地執行測試，真正體現被測設備的性能，需要注意如下幾個方面：

（1）在對“Run”菜單中的“Set run options”選項進行選擇時，對于“how to end a test run”項，建議選擇“run for a fixed duration”或“run until any pair completes”；對于“how to report timing”項，選擇“batch”，建議不要選擇“poll endpoint”與“validate data upon receipt”。

（2）不建議將console端與Endpoint安裝在同一臺計算機上；客戶端的系統配置盡可能保持一致，推薦在作基準測試時使用WIN NT/2000/XP操作系統；對測試環境盡可能不作太多改動，以保證每次測試的公正性。

（3）不要在安裝了Endpoint的終端或服務器上運行其它軟件，關閉各種掃描程序，如“病毒掃描”等。

（4）建議使用腳本的默認值，除非對網絡的應用有非常具體的了解與需求。

（5）通常一次標準的基準測試時間為2～5分鐘。

5 結束語

本文從Chariot的工作原理出發，對Chariot在AP設備吞吐量測試中的應用進行了詳細的闡述。以實際測試為例，分步驟描述了整個測試過程，并比較了不同測試配置的結果，對Chariot在吞吐量測試中的技巧進行了總結。總之，Chariot在無線網絡質量測試、維護和故障查找中發揮著不可忽視的重要作用。

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