CC BY
8
004.724.4
Бессараб А.Н. студент 2 курса факультет «Магистратуры и аспирантуры»
Кошель Д.М. студент 2 курса факультет «Магистратуры и аспирантуры» Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики
Россия, г. Самара СРАВНЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ MPLS И IP В РАМКАХ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА НА GNS3 В статье производится сравнение производительности виртуальной сети при работе на уровне L3 и L2.5 эталонной модели OSI.
Ключевые слова: виртуализация, симулятор сети, mpls, gns3, IP.
Bessarab A.N.
2 year, faculty of " Master and postgraduate studies" Povolzhsky State University of Telecommunications and Informatics
student Russia, Samara Koshel D.M.
2 year, faculty of " Master and postgraduate studies" Povolzhsky State University of Telecommunications and Informatics
student Russia, Samara
THE PERFORMANCE COMPARISON OF MPLS AND IP IN THE FRAMEWORK OF THE LABORATORY STAND FOR GNS3
The article compares the performance of the virtual network at the level of L3 and 12.5 of the OSI reference model.
Key words: virtualization, network simulator, mpls, gns3, IP.
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: 1ре^-с 10.0.0.2 -Ь 0 -и - 60 -I 10 параметры:
-с <1Р аёёгевв> - запуск в режиме клиента с указанием адреса сервера; -Ь 0 - отмена ограничений на утилизацию интерфейсов; -и - использование ЦОР трафика, снижает задержки на виртуальных машинах, которые могут повлиять на показания пропускной способности
сети;
- 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 1рег^
63 C:\WINDOWS\systern32\crnd.exe
Jnjxj
3
4] 24.ШШ-25.01 sec 15.0 MBytes 126 Mbits/sec 1920
4] 25.Ш1-26.01 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] 29.00-30.00 sec 16.9 MBytes 141 Mbits/sec 2160
4] 30.00-31.00 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
raiiio [ 4] 0.00-60.01 sec 910 MBytes 127 Mbits/sec 369.325 ns 84428/84566 <1
е+02 У.)
[ 4] Gent 84566 datagrams
Включен MPLS.
С :\WI N DO WS\sy stern Ï2\cm d. exe
<ie +Ш2к >
[ 4] Sent 120443 datagrams
iperf Done.
C:\iperf>iperf3 -c 10.0.0.2 -u -b 0 -t 60 -i 10 Connecting to host 10.0.0.2, port 5201
[ 4] local 10.0.110.2 port 1077 connected to 10.0.0.2 port 5201
ID] Interval
4] 0.00-10.00
4] 10.00-20.01
4] 20.01-30.00
4] 30.00-40.01
4] 40.01-50.00
4] 50.00-60.01
Transfer
157 MBytes 155 MBytes 161 MBytes
158 MBytes 157 MBytes
159 MBytes
Bandwidth
132 Mbits/sec 130 Mbits/sec 135 Mbits/sec
133 Mbits/sec
132 Mbits/sec
133 Mbits/sec
Total Datagrams
20120
19840
20590
20250
20070
20290
I ID] Interval Transfer Banduidth Jitter Lost/Total Datag
Г[ 4] 0.00-60.01 sec 947 MBytes 132 Mbits/sec 539.784 ms 104964/105014 <1е+02к>
I 4] Sent 105014 datagrams
iperf Done.
C:4iperf>iperf3 -c 10.О Connecting to host 10.О I 4] local 10.0.110.2 I ID] Interval I 4] 0.00-10.00 sec I 4] 10.00-20.01 sec I 4] 20.01-30.00 sec I 4] 30.00-40.01 sec I 4] 40.01-50.00 sec I 4] 50.00-60.01 sec
.0.2 -u -b 0 -t 60 -i 10 .0.2, port 5201
port 1079 connected to 10.0.0.2 port 5201
Transfer
160 MBytes
161 MBytes 161 MBytes 163 MBytes 163 MBytes 160 MBytes
Banduidth
134 Mbits/sec
135 Mbits/sec 135 Mbits/sec 137 Mbits/sec 137 Mbits/sec 134 Mbits/sec
Total Datagrams
20520
20620
20560
20850
20900
20440
I ID] Interval Transfer Banduidth Jitter Lost/Total Datag
[[ 4] 0.00-60.01 sec 968 MBytes 135 Mbits/sec 1012.276 ms 82039/82128 < le+02>O
[ 4] Sent 82128 datagrams iperf Done.
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:
АВ = (1)
Br 1 у
Где
АВ - изменение пропускной способности сети в процентах; Вг -средняя пропускная способность сети в режиме маршрутизации, Mbit/s;
Bm - средняя пропускная способность сети в режиме MPLS, Mbit/s. Подставив полученные ранее значения получим А В = -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.
Использованные источники:
1. Running the GNS3 server as a daemon. https://docs.gns3.com [Электронный ресурс]
2. GNS3 server configuration file. . https://docs.gns3.com [Электронный ресурс]
3. vSphere 6.7 Release Notes https://docs.vmware.com/ [Электронный ресурс]
Used sources:
1. Running the GNS3 server as a daemon. https://docs.gns3.com [Electronic resource]
2. GNS3 server configuration file. https://docs.gns3.com [Electronic resource]
3. vSphere 6.7 Release Notes. https://docs.vmware.com/ [Electronic resource]
