導讀 by Felisac 在評估網絡的性能時，我們可以從帶寬、延遲、抖動、丟包四個方面來評價。 網絡性能指標 帶寬 概念：帶寬在百度百科中定義爲單位時間內可以從網絡中的一點傳輸到另一點的“最高數據速率”...
by Felisac
在評估網絡的性能時，我們可以從帶寬、延遲、抖動、丟包四個方面來評價。
網絡性能指標
帶寬
表示方式：帶寬通常以bps表示，表示每秒有多少比特率；
bit
在描述帶寬時，“每秒比特率”經常被省略。例如，100M的帶寬就是100Mbps，其中Mbps代表兆比特每秒。
然而，我們下載軟件的速度是以字節/秒(字節每秒)來衡量的。這涉及到字節和位之間的轉換。在二進制數系統中，每個0或1都是一個位，它是數據存儲的最小單位，8位組成一個字節。
申請寬帶服務時，100M帶寬是指100Mbps。理論上的網絡下載速度只有12.5MBps，但實際上，它可能不到10MBps。這種差異是由各種因素造成的，如用戶計算機的性能、網絡設備的質量、資源使用情況、網絡高峰時間、網站服務能力、线路退化、信號衰減等。因此，實際網絡速度無法達到理論速度。
延遲
簡而言之，延遲是消息從網絡一端傳輸到另一端所需的時間。
例如，當在計算機上ping Google地址時；
結果顯示延遲爲12毫秒。此延遲是指ICMP消息從計算機傳輸到Google服務器並返回所需的往返時間。
Ping是指數據包從用戶設備發送到測試點，然後立即返回用戶設備所需的往返時間。它通常被稱爲網絡延遲，以毫秒爲單位。
延遲內容
處理延遲：交換機、路由器等網絡設備在收到數據包時，需要一定的時間來處理數據包。這包括解封裝、標頭分析、數據提取、錯誤檢查和路由選擇等任務。通常，高速路由器的處理延遲約爲微秒甚至更短。
延遲隊列：延遲隊列是指數據包在隊列中被路由器或交換機等網絡設備處理所花費的時間。數據包的延遲隊列取決於隊列中當前是否有其他數據包正在傳輸。
如果隊列爲空並且沒有其他數據包正在傳輸，則該數據包的排隊延遲爲零。相反，如果通信量大，並且有許多其他數據包也在等待傳輸，那么排隊延遲可能會很大。實際的延遲隊列通常在毫秒到微秒的範圍內。
傳輸延遲：傳輸延遲是路由器和交換機發送數據所花費的時間，也就是路由器的隊列將數據包傳送到網絡鏈路所需的時間。
如果(L)表示數據包長度，單位爲比特，(R)表示路由器A到路由器B的鏈路傳輸速率，單位爲比特每秒，則傳輸延遲爲L/R。實際傳輸延遲通常在毫秒到微秒的範圍內。
傳播延遲：傳播延遲是消息通過兩個路由器之間的物理鏈路傳輸所需的時間。傳播延遲等於兩個路由器之間的距離除以鏈路的傳播速度，表示爲（D/S），其中（D）是兩個路由器之間的距離，（S）是鏈路的傳播速度鏈接。實際傳播延遲約爲毫秒。了解這些延遲對於優化網絡性能和確保高效的數據傳輸至關重要。
抖動
網絡中的抖動是指由網絡擁塞、時鐘漂移或路由變化引起的數據包到達之間的時間延遲變化。例如，如果訪問網站時經歷的最大延遲爲10ms，最小延遲爲5ms，則網絡抖動爲5ms。
抖動用於評估網絡的穩定性：抖動越小，網絡越穩定。這在網絡遊戲中尤爲重要，因爲網絡遊戲需要較高的網絡穩定性才能保證良好的遊戲體驗。
網絡抖動的原因：當網絡擁塞時，可能會出現網絡抖動，從而導致可變的延遲隊列，從而影響端到端延遲。這可能導致路由器A和路由器B之間的延遲波動，從而導致網絡抖動。
數據包丟失
當一個或多個數據包無法通過網絡到達目的地時，就會發生數據包丟失。如果接收端檢測到丟失的數據，它將根據丟失的數據包的序列號請求重傳。
數據包丟失可能由多種因素引起，其中網絡擁塞是最常見的因素之一。當數據流量太大而網絡設備無法處理時，不可避免地會丟失一些數據包。
丟包率：丟包率是測試期間丟失的數據包數量與發送的數據包總數的比率。例如發送100個包，丟失1個包，則丟包率爲1%。
堆疊：堆疊是指將多台支持堆疊功能的交換機通過堆疊线纜連接起來，在邏輯上虛擬化成一台整體參與數據轉發的交換機。堆疊是一種廣泛使用的水平虛擬化技術，具有提高可靠性、擴展端口號、增加帶寬和簡化網絡配置等優點。
爲什么需要堆疊？
傳統園區網絡採用設備冗余和鏈路冗余來保證高可靠性，但鏈路利用率低，網絡維護成本高。堆疊技術將多台交換機虛擬爲一台交換機，簡化網絡部署，減少網絡維護工作量。堆疊有很多優點：
增強可靠性：多台交換機堆疊，形成冗余備份系統。例如，如果交換機A和交換機B堆疊在一起，它們相互支持。當交換機A出現故障時，可以由交換機B接管，保證系統繼續正常運行。此外，堆疊系統還支持跨設備鏈路聚合，爲鏈路提供冗余。
擴展端口數量：當用戶數量超過單個交換機可以處理的端口密度時，可以在現有交換機上添加新交換機以形成堆疊系統，從而擴大可用端口的數量。
增加帶寬：要增加交換機的上行鏈路帶寬，可以添加新交換機以形成堆疊系統。爲了提高交換機上行鏈路的帶寬，可以將成員交換機的多條物理鏈路組成一個匯聚組。
簡化網絡配置：在堆疊網絡中，多個設備虛擬配置爲單個邏輯設備。這種簡化消除了MSTP等協議破環的需要，簡化了網絡配置，並依靠跨設備鏈路聚合實現單設備故障時的快速故障轉移，從而提高了可靠性。
遠距離堆疊：各樓層用戶可以通過樓道交換機訪問外部網絡。通過將相距較遠的樓道交換機連接成堆疊，有效地將每棟樓宇變成單一的接入設備，簡化了網絡結構。每棟大樓都有多條鏈路連接至核心網絡，使網絡更加健壯可靠。配置多台樓道交換機，簡化爲配置堆疊系統，降低管理和維護成本。
支持堆疊的設備
大多數主流交換機都支持堆疊。例如華爲的S系列園區交換機和Cloud Engine數據中心交換機都有支持堆疊的型號。S系列校園交換機僅支持箱式交換機堆疊;兩台機箱式交換機組成一個集群。對於Cloud Engine數據中心交換機，機箱式交換機和箱式交換機都有支持堆疊的型號，區別在於機箱式交換機只支持兩台設備堆疊。
堆疊建立概念
在堆疊系統中，所有單台交換機都稱爲成員交換機。根據其職能，可以將其分爲三種角色：
主交換機：主交換機負責管理整個堆疊。堆疊系統中只有一台主交換機。
備用交換機：備用交換機作爲主交換機的備份。一個堆疊系統中只有一個備用交換機。當主交換機發生故障時，它將接管原主交換機的所有操作。
從交換機：從交換機用於業務流量轉發。一個堆疊系統中可以有多個從交換機。從交換機越多，堆疊轉發帶寬越大。除主交換機和備交換機外，所有成員交換機均爲從交換機。當備用交換機不可用時，從交換機承擔備用交換機的角色。
堆疊ID
堆疊ID用於標識堆疊內的成員交換機，代表成員交換機的槽位號。每台成員交換機在系統中都有唯一的堆疊ID。
堆疊優先級
堆疊優先級是成員交換機的一個屬性，主要在角色選擇過程中用於確定成員交換機的角色。優先級值越高，被選爲主交換機的可能性越高。
堆疊建立過程
堆疊的建立過程包括以下四個階段：
根據網絡需求，選擇堆疊线纜及連接方式。不同的產品支持不同的物理連接方式。S系列園區盒式交換機和Cloud Engine數據中心盒式交換機支持鏈形和環形連接拓撲。Cloud Engine數據中心機箱交換機支持SIP端口連接和業務端口連接。
選擇主交換機：所有成員交換機上電後，堆疊系統开始選擇主交換機。堆疊系統中的每個成員交換機都有一個定義的角色，主交換機管理整個堆疊。
分配堆疊ID並選擇備用交換機：主交換機選擇完成後，收集所有成員交換機的拓撲信息，計算堆疊轉發表項，分發給所有成員交換機，並分配堆疊ID。隨後，選舉備用交換機作爲主交換機的備份。除主交換機外，最先完成設備啓動的交換機優先爲備交換機。
同步軟件版本和配置文件：角色選擇和拓撲收集完成後，所有成員交換機自動同步主交換機的軟件版本和配置文件。
堆疊系統可自動加載系統軟件：組成堆疊的成員交換機不需要相同的軟件版本，他們只需要兼容即可。如果備交換機或從交換機的軟件版本與主交換機的軟件版本不同，則備交換機或從交換機會自動從主交換機下載系統軟件，並以新的系統軟件重啓並重新加入堆疊。
堆疊系統還具有配置文件同步機制：主交換機保存整個堆疊的配置文件，管理整個系統的配置。備用或從交換機將主交換機的配置文件同步到其交換機並執行。這樣可以確保堆疊中的多台設備可以作爲網絡中的單個設備工作，並且在主交換機發生故障時，其余交換機仍然可以正常執行所有功能。
SFP(SFP+)光模塊簡介
在企業網絡部署、數據中心建設等常見網絡工程中，光模塊和交換機是不可或缺的。光模塊主要將電信號轉換爲光信號，而交換機則方便這些光電信號的轉發。在各種可用的光模塊中，SFP+模塊是當今使用最廣泛的模塊之一。與交換機的不同連接方式可以滿足各種網絡需求。
什么是SFP+光模塊
SFP+光模塊是SFP系列中10G光纖模塊的一種，不依賴於通信協議。它通常與交換機、光纖路由器和光纖網卡相連，用於10Gbps以太網和8.5Gbps光纖通道系統中，以滿足數據中心更高的速率需求，方便網絡擴展和轉換。
SFP+模塊提供高线卡密度和緊湊的尺寸，可與其他類型的10G模塊實現互操作性。這爲數據中心提供了更高的安裝密度並節省了成本，使其成爲市場上主流的可插拔光模塊。
SFP+光模塊的類型
一般來說，SFP+光模塊根據其實際應用進行分類。常見的SFP+模塊有10G SFP+、BIDI SFP+、CWDM SFP+和DWDM SFP+。
10G SFP+光模塊：標准SFP+光模塊，被認爲是10GSFP模塊的升級版本，是市場上的主流設計。
BIDI SFP+模塊：該模塊採用波分復用技術，速率高達11.1Gbps，功耗低。具有兩個光纖端口，通常成對使用，減少數據中心網絡建設中的光纖用量和建設成本。
CWDM SFP+光模塊：採用粗波分復用技術，常與單模光纖配合使用，節省光纖資源，組網靈活可靠，功耗低消費。
DWDM SFP+模塊：採用密集波分復用技術，常用於長距離數據傳輸，最大距離可達80公裏。具有速率高、容量大、擴展性強的特點。
如何將SFP+光模塊與交換機配對
不同類型的光模塊可以連接到交換機以實現各種組網方案。以下是SFP+光模塊與交換機配對的幾種實際應用場景。
方案一：10G SFP+光模塊與交換機連接
將4個10G SFP+光模塊插入一台交換機的10G bps SFP+端口，然後將40GQSFP+光模塊插入另一台交換機的40G bps QSFP+端口。最後，用分支光纖跳线將它們連接在中間。這種連接方式主要實現網絡從10G到40G的擴展，可以快速、便捷地滿足數據中心的網絡升級需求。
方案二：BIDI SFP+光模塊與交換機連接
將光模塊插入兩台交換機的SFP+端口，然後使用模塊端口對應的LC光纖跳线連接兩台交換機的光模塊。這種連接方式有效實現了最簡單、最經濟的數據連接，適用於數據中心、企業布线、電信運營商傳輸等以太網連接。
方案三：CWDM SFP+光模塊與交換機連接
這種連接方式是通過中繼器、光纖收發器和CWDM將光模塊與交換機連接起來，將10G以太網交換機上的RJ45電口轉換爲CWDM復用器所需的CWDM波長。
方案四：DWDM SFP+光模塊與交換機連接
將光模塊插入交換機的SFP+端口，然後使用鎧裝光纖跳线與DWDM連接。這種連接方式在長距離傳輸過程中對光信號進行了保護，顯著降低了光波損耗，適合長距離光信號傳輸。
SFP+光模塊與交換機連接的注意事項
● 兩台交換機使用的光模塊的波長、傳輸距離、單纖光模塊和雙纖光模塊、單模光模塊和多模光模塊必須相同。如果存在不匹配，請使用相應的轉換器。
● 使用光模塊時，應避免靜電和碰撞。如果出現顛簸，不建議繼續使用該模塊。
● 注意光模塊插入的方向；拉環和標籤應朝上。
● 將光模塊插入交換機時，用力將其推到底。一般會有輕微的震動。插入後，輕輕拉動模塊，檢查是否安裝正確。
● 拆卸光模塊時，先將拉環拉至與端口成90度的位置，然後拆下模塊。
標題：如何評估網絡性能
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