router testing - eantc · 2005. 9. 7. · bungstest abnahme-test proof of concept trouble-shooting...
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Router Testing: The State of the Art
Benutzergruppe Netzwerke13. Mai 2004
Carsten Rossenhövel, EANTCwww.eantc.com
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ÜbersichtBedeutung von Tests für Hersteller undNetzbetreiberEinführung in moderne TestverfahrenNeue Anforderungen durch neueRouter-Anwendungen
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Warum überhaupt noch testen?Routingtechnologie ist 20 Jahre alt!Ist nicht alles bereits gemessen?
Routingprotokolle BGP, OSPFPhysik von Ethernet, SDH, Frame RelayÜbertragungsleistung (data forwarding)
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Warum testen? (2)Anforderungen an Netze wachsen weiterNetzausfälle werden teurer: Höhere Verfügbarkeit gefordertNetze werden größer: SkalierbarkeitNetze werden stärker angegriffen: Höhere Sicherheit gefordertKunden werden anspruchsvoller: Mehr Leistung und neue Features gefordert
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Wer testet?
Hersteller bei der ProdukteinführungCarrier, Service Provider und Unternehmen zur Überprüfung ihrer individuellen AnforderungenZeitschriften, Showcases:Zur Demonstration und/oder zum Produktvergleich für die Öffentlichkeit
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Testphasen bei Herstellern
ProduktentwicklungKorrekte Software/Hardware Funktion prüfenQualitätssicherung und RegressionstestSo früh wie möglich Geräte bis an die Grenzen belasten (nicht erst im Kundennetz)Proof of ConceptImplementierung in realistischer Ende-zu-Ende Netzumgebung testen, ähnlich Kundenszenarien
Produkt-enwicklung
Qualitäts-sicherung
Ausschrei-bungstest Abnahme-
Test
Proof of Concept
Trouble-shooting
Product Life Cycle
7
Testphasen von Netzbetreibern
AusschreibungstestsEignung von Systemen in einer individuellen Kundenumgebung prüfenAbnahmetests (vor Inbetriebnahme)Korrekte Funktion aller Router in einer neuen Kundeninstallation sicherstellenTroubleshootingFehler in einem Produktionsnetz analysieren
Produkt-enwicklung
Qualitäts-sicherung
Ausschrei-bungstest Abnahme-
Test
Proof of Concept
Trouble-shooting
Product Life Cycle
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Klassifizierung der TestmethodenConformance / FunctionalityRouter gegen einen Standard testen
Performance / BenchmarkingLeistung eines Gerätes oder einesganzen Netzes ermitteln
l InteroperabilityVerschiedene Routertypen gegeneinander testen
l MonitoringNetzprobleme analysieren
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Router isoliert testen?
Isolierte Konfigurationtested Routing Engineund Switchingleistung
Größere Netzumgebungbelastet den Router durchviele Ports und Protokolle,erlaubt Konvergenztests
TestPort 1
TestPort 2Device
Under Test
SystemUnder Test
TestPort 1
Test Port 3
TestPort 2
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Test Matrix
üüüAusschreibungstests
üüüAbnahmetests
üüüTroubleshooting
üüProof of Concept
üüüüQualitätssicherung
Monitoring
ü
Leistung and Benchmarking
üProduktentwicklung
Inter-operability
Conformance and
Functionality
à Leistungstests sind in allen Bereichen gefragt!
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»Klassische« Leistungstests
Standard-Leistungsmerkmale von Routern:IP Packet Forwarding
Maximum port/device/networkbandwidth, latency, jitter, and lossTraffic classification, queuing
Control protocolsSignaling (MPLS, ATM)Switching and routing protocolsfunctionality (RIP, OSPF, BGP)
Router managementSNMP
Diese Messungen reichen nicht aus!
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»State of the Art« Testbereiche
Zunehmende Anforderungen durch Echtzeit IP Verkehr:à Videoströme fehler- und unterbrechungsfreià Sprachverbindungen müssen stets funktio-
nieren und qualitativ ISDN ähnelnNeue Applikationen setzen Routerdienste voraus: à Hochverfügbare, redundante Netzeà Multicast Transport, IPv6 Unterstützung
Globales Ziel: Realistische Tests implementierenà Control/Data Plane Tests integrierenà Signalisierung/Routing unter Datenlast testen
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Was tut die IETF?
Benchmarking Working Group (BMWG)entwickelt Teststandards für:IP MulticastIpsecOSPF, BGP ConvergenceSoftware Accelerated Life Testing
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Routing KonvergenzInterior Gateway Protocol (IGP) Konvergenz ist mittlerweile eines der am meisten diskutierten BewertungskriterienRouting-Umschaltungen verursachen heute Paketverluste, die für Echtzeitanwendungen nicht tragbar sindZiel der Industrie: < 1 sec Konvergenztime (bestätigt durch Service Provider und Hersteller)Bezieht sich auf IS-IS, OSPFà IETF draft im Gespräch
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Routing Konvergenz Test Setup
Test Configuration And Proceduren Simulate topology with many routes
advertised via routing protocoln Analyzer sends line rate traffic to
router to all routes (destinations)n Router has two paths (via Link 1
and Link 2) to reach destinations, preferring Link 1 with lower cost
n Network event reroutes traffic to Link 2
n Observe loss of traffic forwarding and recovery
n Calculate convergence time
Link 1 (Primary)
Link 2 (Secondary)
Router under Test
Load Generator emulatinga large network with many routes
Failover
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Beispiel: Konvergenzzeit-Analyse
Convergence Time
Route Convergence EventTransition
Route Convergence RecoveryTransition
Convergence End TimeConvergence Start Time
Packet Loss
Konvergenzzeit ist definiert als die Zeit vom Beginn desPaketverlustes bis zur vollständigen Wiederherstellung derDatenübertragung, NICHT nur Paketverlust durch Paketrate!
Ban
dwid
th
Time
100%
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„Klimakammertests“(Accelerated Life Testing)
Leistungsmessungen waren bisher auf einzelne Aspekte bezogenNicht immer repräsentativ für reale Situation mit vielen gleichzeitigen Aktionen/ProtokollenIETF Draft bestimmt: Leistungstests müssen unter Betriebsbedingungen stattfinden!à Gleichzeitig alle Protokolle, Policies, Verkehrs-
ströme, Management konfigurierenà Lebenszeit des Routers in einem kurzen Zeitraum
emulieren, indem alle Protokolle mit maximalerLeistung gefahren werden
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Klimakammertests (2)
TrafficProfiles
Data Plane
UserAccess
SNMP
Logging /Debug
Management Plane
Packet StatisticsCollection
Router under TestRoutingProtocols
MulticastProtocols
MPLSProtocols
Control Plane
ACL SecureProtocols
UserLogin
Security Plane
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Router können sehr unterschiedliche Funktionen ausführen ...
MPLS/BGP VPNs
Traffic Engineering
DiffServ
Layer 2 Switching Domains
VPLS
Video MulticastIPsec
Stateful Firewall
MPLS L2 VPNs
Optical Signaling (GMPLS)PPPoX, AAA
IPv6
Security Functions
Broadband Aggregation
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Trend: Dienste testen statt Basisfunktionen
Ende-zu-Ende VPNs in einem gerouteten Backbone überprüfenLayer 2 (ATM, Ethernet, Frame Relay) und Layer 3 VPN-Funktionalitäten werden zunehmend in Router integriertAnspruchsvoll und komplex: Viele Protokollhierarchien und verschiedene IP Adressräume in einem einzigen Test
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Trend: Spezielle Gerätetypen testen
Router tun mittlerweile viel mehr als nur IP-Pakete an ihr Ziel zu bringenFirewalls, Content- und Application Switching, Soft Switching (Telefonie) und andere Funktionen werden zunehmend in Router integriertSolche Funktionen im Router benötigen spezielle Emulatoren und Messmethoden
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Trend: Stateful Traffic TestingNützlich besonders für Edge Router, die “Sitzungen” verwalten (z.B. PPP Sessions, Multicast Group Memberships, Firewall Filter)“Fill-the-pipe” Szenario mit zustandslosem Hintergrund-Verkehr zur Lasterzeugung, plus einer kleinen Menge zustandsbehafteten Vordergrund-VerkehrsZiel: Antwortzeiten auf derAnwendungsebene messen
Stateless background trafficStateful foreground traffic
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Abschließend …Noch vor zwei Jahren schienen Leistungsmessungen von Routern eine einfache, wohldefinierte Aufgabe zu seinInnovationen der Routerhersteller machen einen deutlichen Wandel auch bei den Prüftechniken notwendigSinnvolle Ergebnisse werden durch die Kombination individueller Tests erzielt
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