智能化的路由器性能测试方案

路由器作为IP网络的核心设备之一，通常也是网络性能表现的瓶颈所在，尤其在光纤入户普及率达到相当程度的今天，路由器的转发性能已经可以决定终端用户实际的网络可用带宽和网络质量。因此，路由器的性能测试也越来越得到重视。

一、性能指标

由于互联网相关的国际标准化组织并未针对网关类设备制定通用的测试标准，目前针对路由器的转发性能测试主要还是依据RFC2544测试基准进行相应性能的测试。RFC2544中定义了六项关键性能指标，分别是吞吐量、时延、丢包率、背靠背帧数、系统恢复时间和系统复位。

在实际的测试应用中，RFC2544的前四项指标对于评估路由器的转发性能更具指导意义，而后两项指标对于当前市面上流行的绝大多数路由器而言都能达到很高的标准，因此后两项一般会不进行针对性测试。

二、路由器的测试重点——跨网段转发性能测试

路由器通常至少有一个WAN口和多个LAN口，LAN口之间（除非特别设置）的数据转发是二层转发，因此一般情况下都能实现线速转发。而真正决定路由器互联网数据转发性能的是WAN口和LAN口之间的跨网段数据转发。

有别于二层转发设备（比如交换机），路由器的WAN口和LAN口之间上下行的数据转发是非对称的，具体来说，需要先有上行报文提供必要的寻址信息才能建立下行通路。因此路由器的WAN口和LAN口的数据转发测试较二层设备要更为复杂。

三、传统测试的一般步骤

在使用网络测试仪进行路由器转发性能测试时，一般的测试步骤如下：

1. 登录路由器管理页面将WAN口设置为静态IP并记录所设置的IP地址和WAN口的MAC地址。

2. 记录LAN口的IP地址（就是通常所说的网关IP）和MAC地址。

3. 根据上述信息在测试仪上建立相应的上下行测试流量。

测试拓扑

以上图拓扑结构为例，测试仪端口P1与路由器LAN1相连，测试仪端口P2与路由器WAN口相连。P1模拟局域网内的终端设备，创建上行流量，P2模拟上级网络服务器端设备，创建下行流量。流量配置如下表所示。

1. 先启动S1，建立上行数据通路的同时让路由器获知端口号与IP的对应关系。

2. 启动S2，启动下行数据的发送和接收。

四、传统测试的难点

按照上述一般步骤进行测试时会存在以下难点：

1. 被测路由器的地址信息不易获取

如果需要手动获取被测路由器的地址信息必须登录路由器web管理页并做相应记录，部分路由器的WAN口MAC地址甚至无法在管理页面中查看。虽然这类路由器可以通过抓包的方式间接获取地址信息，但操作过程更加繁琐。

1. 需要对邻居发现报文进行应答才能保持通路

有些路由器会按照一定频率发出邻居发现查询报文（比如ARP request），如果持续一定时间不做应答，相应的通路会被路由器断开。遇到这样的路由器，除了配置前面提到的测试流量之外还需要手动配置相应的ARP reply报文以保持通路的持续。

1. 端口号可能会被路由器更改

在某些情况下，上行流量源端口号在WAN口会被重新映射成其他端口号，这种情况下，下行流量如果继续使用原来配置的目的端口号将导致WAN口接收到报文后无法找到对应的LAN口，从而导致下行流量不通。此时必须设法获知被路由器修改后上行流量的源端口号并将下行流量的目的端口号改为相应的值才能形成下行通路。

五、使用智能化测试方案可解决上述难点

羿网通系列测试仪的RFC2544测试套件具备针对网关类设备的智能化测试方案，可以有效解决上述难点，极大简化了网关类设备的性能测试操作流程。羿网通的智能化测试方案具备以下功能：

1. 自动获取被测设备的IP地址信息

测试仪与LAN口相连的端口可以通过模拟DHCP client自动获取本端口IP和LAN口的网关IP。

1. 自动获取被测设备的MAC地址信息

完成IP地址设置后测试仪可自动获取被测设备WAN口和LAN口的MAC地址信息。

1. 自动应答被测设备邻居发现查询报文

启用自动响应ARP功能后，测试过程中测试仪会自动应答被测路由器发出的ARP查询报文，避免通路断开。

1. 自动获取下行流量的目的端口号

与WAN口相连的测试仪端口对应的下行流量可以自动获取下行报文的目的端口号。

    通过使用上述功能，可以非常方便的实现对路由器等网关类设备WAN口和LAN口之间跨网段的RFC2544性能测试，极大地简化测试流程、提高测试效率。