寬帶路由器的參數(shù)認(rèn)識(shí)

　　寬帶路由器還是比較常用的，于是我研究了一下寬帶路由器的各種參數(shù)，在這里拿出來和大家分享一下，希望對大家有用。Throughput(吞吐量)表示的是路由器每秒能處理的數(shù)據(jù)量。打個(gè)形象的比方，路由器的工作過程很像郵局包裹業(yè)務(wù)，郵局寄包裹是大家把物品、寄件人、收件人等信息交給郵局，郵局把物品包好，并貼上格式化的包裹單，檢查無誤后投遞到目的地，收包裹是相反過程。

　　路由器基本一樣，只不過收發(fā)的東西是數(shù)據(jù)而已。Throughput就相當(dāng)于郵局單位時(shí)間里的包裹處理能力，是路由器性能的直觀反映。但同時(shí)，這個(gè)數(shù)據(jù)后面隱藏的名堂也是最多的。首先應(yīng)該說明路由器的Throughput，一定是LAN-to-WAN的Throughput，數(shù)據(jù)流出或流入局域網(wǎng)才需要路由器處理，才能代表路由器性能。

　　而不是LAN-to-LAN，這代表的是路由器內(nèi)部小交換機(jī)性能，一點(diǎn)意義都沒有。這就像郵局單位時(shí)間里的包裹處理能力，一定指的是運(yùn)出和運(yùn)進(jìn)郵局的包裹量，而不是從郵局一個(gè)房間搬到另一個(gè)房間的包裹量。

　　其次，路由器Throughput，應(yīng)該是在NAT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換)開啟、防火墻關(guān)閉的情況下得出的測試數(shù)據(jù)。這是因?yàn)镹AT是寬帶路由器最基本、最核心的功能，不開啟NAT就不成其為寬帶路由器了，而且軟件設(shè)計(jì)的好壞直接影響到NAT效率和路由器性能，所以NAT開啟的Throughput才是有意義的。而防火墻，應(yīng)該算做寬帶路由器附帶的高級(jí)功能，有的產(chǎn)品防火墻規(guī)則很多很復(fù)雜，能過濾很多東西，有的產(chǎn)品規(guī)則就又少又簡單。規(guī)則多、復(fù)雜的，CPU用來過濾數(shù)據(jù)的時(shí)間就長，規(guī)則少、簡單的，過濾數(shù)據(jù)的時(shí)間就短，這對Throughput測試數(shù)據(jù)影響還是挺大的。為公平起見，在測試路由器Throughput時(shí)，特別是在不同產(chǎn)品性能比較時(shí)，把防火墻關(guān)閉是合理的。防火墻的評判，一般放在功能里比較而不是性能比較。

　　常見Throughput測試方法有兩種，一是Smartbits測試，一是Chariot測試。Smartbits測試是使用全球最權(quán)威的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備測試儀Smartbits2000或6000，配以專業(yè)的測試軟件SmartApplication，用連續(xù)不斷的UDP包，來測出對不同大小的數(shù)據(jù)包，路由器每秒能處理的包數(shù)量。路由器在處理數(shù)據(jù)包時(shí)，主要的時(shí)間花在處理包頭、包尾上，對不同大小的數(shù)據(jù)包，路由器每秒能處理的包數(shù)量差別不會(huì)太大。這就像郵局處理包裹，主要的時(shí)間是花在處理寄件人、收件人和物品信息以及檢查上，包裹重一點(diǎn)輕一點(diǎn)對處理速度影響不會(huì)太大。如128Byte包每秒能處理10000個(gè)，并不能做到64 Byte包每秒處理20000個(gè)，而是只比10000個(gè)略多一點(diǎn)點(diǎn)，比如10100個(gè)。例如：有些說法認(rèn)為路由器在處理最大的1518Byte包時(shí)每秒8000個(gè)(理論上處理1518Byte包達(dá)到100M線速的極限值是每秒8127個(gè))，折算出Throughput是100M*8000/8127=98.44M，于是稱該路由器Throughput高達(dá)98.44M;而實(shí)際上這個(gè)路由器在處理最小的64Byte包時(shí)每秒是11000個(gè)(理論上的極限值是每秒148810個(gè))，折算只有100M*11000/148810=7.39M，兩者相差13倍多!同樣，說路由器的“Throughput高達(dá)97M”，也很可能是1518Byte包達(dá)到97M，而處理64Byte的包卻很可能只有7.39M!

　　更為重要的是，小包轉(zhuǎn)發(fā)的處理能力才能真正體現(xiàn)路由器的Throughput能力!目前市場上大多數(shù)的主流路由器處理512、1024和1518Byte這樣的大包，Throughput大都能近似線速(當(dāng)然，也有一些雜牌路由器大包轉(zhuǎn)發(fā)能力都不行)，而測試256、128和64Byte等小包的時(shí)候，性能差異立即體現(xiàn)。而大多數(shù)路由器的實(shí)際應(yīng)用里小包轉(zhuǎn)發(fā)能力十分關(guān)鍵，比如網(wǎng)吧里經(jīng)常玩游戲，每操作一個(gè)游戲指令，每扣動(dòng)一個(gè)扳機(jī)，轉(zhuǎn)發(fā)的全部是小包，如果路由器處理小包的能力不夠強(qiáng)，就很難應(yīng)付游戲的大量小包轉(zhuǎn)發(fā)需求，游戲玩起來就很不順暢。所以NAT開啟64 Byte小包的LAN-to-WAN 的Throughput才真正具有評價(jià)意義。

　　另外，以目前寬帶路由器普遍所采用的硬件來看，基本上都不足以達(dá)到64Byte小包Throughput線速，因此有些產(chǎn)品宣稱可以達(dá)到線速，可能是采用了所謂的NAT硬件加速技術(shù)，Throughput是很好看，但代價(jià)是所有數(shù)據(jù)都不通過CPU，無法做數(shù)據(jù)過濾，防火墻不起作用，路由器沒有任何管理功能。這就像郵局根本不檢查郵包里是什么東西，有沒有易燃易爆物品，地址是不是火星，收件人是不是本·拉登，照單全發(fā)。

　　Chariot測試則是用兩臺(tái)服務(wù)器，安裝NETIQ公司的軟件Chariot，一臺(tái)接路由器WAN口，一臺(tái)接LAN口，通過統(tǒng)計(jì)一個(gè)預(yù)定長度和格式的腳本文件無差錯(cuò)地從一臺(tái)服務(wù)器傳送到另一臺(tái)服務(wù)器的時(shí)間來計(jì)算出路由器的Throughput。這里面學(xué)問就大了，一是與服務(wù)器性能有關(guān)，不誠實(shí)的廠家在測試自家的產(chǎn)品時(shí)用高性能的服務(wù)器，而測試別人的產(chǎn)品時(shí)用低性能的服務(wù)器，故意貶低數(shù)據(jù)。二是建立連接數(shù)，建立的連接數(shù)越多，對路由器軟件的性能要求越高，軟件寫得差的，在連接數(shù)增加時(shí)，其Throughput會(huì)直線下降，甚至導(dǎo)致無法連接;而軟件寫得好的路由器則很平穩(wěn)，甚至?xí)S連接數(shù)的增加反而略有上揚(yáng)。

　　三是Chariot測試不象Smartbits測試那樣是測試UDP“包”，而是數(shù)據(jù)“流”，其數(shù)據(jù)封裝成多大TCP包和服務(wù)器操作系統(tǒng)相關(guān)，但一般都封裝為1518Byte大包，所以其測試數(shù)據(jù)會(huì)比用Smartbits測試64 Byte小包的數(shù)據(jù)好看很多倍，這一點(diǎn)很能迷惑人。四是Chriot測試Throughput結(jié)果是有效數(shù)據(jù)負(fù)載，不包括TCP協(xié)議損耗、幀間隔、應(yīng)答和Chriot本身系統(tǒng)損耗，此部分典型損耗根據(jù)理論計(jì)算約6M，就是說即使你接的是一臺(tái)能線速轉(zhuǎn)發(fā)的交換機(jī)，不是路由器，測出來的Throughput也只可能是94M左右，這是理論極限值，因此如果宣稱某路由器產(chǎn)品Chriot測試Throughput達(dá) 97M、98M，那就毫無疑問是信口開河欺騙消費(fèi)者了。

　　用戶進(jìn)階：

　　Throughput是LAN-to-WAN的Throughput，一般應(yīng)該是在NAT開啟，防火墻關(guān)閉的情況下得出的測試數(shù)據(jù)，而且有Smartbits測試和Chariot測試兩種方式，得出的結(jié)果可以很不相同。根據(jù)現(xiàn)在普遍的硬件能力，Smartbits大包測試數(shù)據(jù)大家都很容易達(dá)到線速，就像測試大學(xué)生的智力，題目是1+1=?，大家都能答上來，比不出高下。所以要做客觀的評估，題目應(yīng)該出難一點(diǎn)，比較64Byte小包測試數(shù)據(jù)，高下立判。當(dāng)然如果有NAT硬件加速要把它關(guān)掉再測試。

　　至于Chariot測試，應(yīng)該是在同樣的測試環(huán)境和方法、同樣的連接數(shù)下進(jìn)行比較才公平，而且在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，幾乎不可能是單連接的，所以Chariot測試最好是在多連接下進(jìn)行，一般可以選擇100對連接基本上就可以看出端倪了?？傊?，單獨(dú)的一個(gè)Throughput數(shù)據(jù)是毫無意義的，一定要說明這個(gè)數(shù)據(jù)是用什么方法測出來的才有用，相互性能的比較一定要在同樣的測試環(huán)境和方法下進(jìn)行比較才公平和有意義。最好的方法是看Smartbits測試NAT開啟64 Byte小包的LAN-to-WAN Throughput。

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