局域網(wǎng)能耗效率和能耗的測試方法

如今的 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 生產(chǎn)廠商眾多，而且都承諾自己的網(wǎng)絡(luò)和 交換 設(shè)備是節(jié)能的，但很少有哪個廠家能夠證明實際使用情況。因此，企業(yè)用戶一定要通過某種性能 測試 來進行 交換 機的能源效率 測試 ，這種測試與確定速度和功能的測試方法基本相同。在本文中，我們將討論局域網(wǎng)交換機的功耗測試、測量的方法。

　　在談到局域網(wǎng)能耗效率和能耗時，我們可以考慮下面的一些測量方法：

　　1、系統(tǒng)吞吐量

　　一般來說，在交換機的性能測試中，吞吐量是最重要的測試要素。在測量功耗時，這也是一個重要因素。這些測試數(shù)字與所測量的功耗綜合在一起，就可以計算每使用一瓦電可以達到的吞吐量是多少。

　　我們建議測試人員要計算每瓦電能每秒鐘轉(zhuǎn)發(fā)的兆位(Mbps/瓦)。當(dāng)然，也可以選擇Gbps。用戶還可以使用原始數(shù)據(jù)，計算每秒鐘傳輸每兆位數(shù)據(jù)需要花費多少錢。

　　吞吐量的測量非常重要還有另外一個原因，即有些制造商選擇實施不給所有附加接口提供線速吞吐量的網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)。

　　這種交換機擁有很多插卡模塊或底板，這種交換機可能要比那些提供完全的線速吞吐量的交換機使用的電能更少。

　　如果不測量吞吐量，我們就會錯誤地得出結(jié)論認為：低容量設(shè)備在從同樣數(shù)量的端口傳輸數(shù)據(jù)時，要比能夠交付更大吞吐量的交換機更有效率。只有將吞吐量的計算考慮進去，我們才能夠?qū)⑺_到的吞吐量與所耗用的電能關(guān)聯(lián)起來。

　　2、功率因數(shù)

　　可以這樣講，確定被測設(shè)備所耗用電能的效率與測量所耗用的電能同樣重要。因此，在測試交換機的能源效率時要考慮“功率因數(shù)”。

　　根據(jù)維基百科的解釋，功率因數(shù)指的是流向“表觀功率”負載的實際功率。未充分利用的功率意味著，某個設(shè)備耗用了比它實際所能夠耗用的更多能源，因而，從長期來看，它花費的成本要比必需的花費高得多。

　　功率因數(shù)是一個介于0和1之間的數(shù)字，其中的1代表著最大的或100%的效率。有些測試工具會自動計算這個值。某個系統(tǒng)所耗用的最明顯的功率就是電壓的RMS值與流經(jīng)設(shè)備的電流的乘積，在這里我們假設(shè)波形是同相的。電力供應(yīng)商用這個值來評估所耗用的總電量。問題是通常情況下，由于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一系列復(fù)雜設(shè)備，電壓和電流波形是不會同相的。

　　這種測量僅可在涉及到交流電源時才可用，而對于直流系統(tǒng)，就不能使用此方法了。

　　3、通信負載

　　測試功耗時，還要考慮通信負載。為了取得不同程度的網(wǎng)絡(luò)活動能耗的精確情況，考慮不同的負載水平是很重要的。注意，被連接的端口和開放的端口狀態(tài)不僅意味著電纜是連接的，而且表明物理層和MAC層是活動的。

　　序號端口狀態(tài)通信負載

　　1全部無連接無

　　2活動的(連接并開放)無

　　3活動0%

　　4活動50%

　　5活動100%

　　4、幀/數(shù)據(jù)包的大小

　　這一點很關(guān)鍵。從歷史上來看，對二層和三層交換機的測試是通過一系列大小不同的幀/數(shù)據(jù)包來實施的，最小的合法幀為64字節(jié)，最大的標準幀可達

　　1518字節(jié)，另外的一些測試數(shù)據(jù)幀大小也有許多變化，最常用的有128、 256、 512 、

　　1024等字節(jié)的數(shù)據(jù)幀。有些測試還包括了非標準的大型數(shù)據(jù)幀，如有的測試使用的測試幀可達16000字節(jié)，不過典型的測試還是使用9K字節(jié)或9128字節(jié)的數(shù)據(jù)幀。當(dāng)然，如果僅是為了測試二層或三層交換機的功耗，我們沒有必要使用這么多數(shù)據(jù)幀來全面測試。

　　雖然對于使用多大的數(shù)據(jù)幀去實施功耗測試并沒有什么行業(yè)標準，但用戶應(yīng)當(dāng)記住，一般情況下，我們應(yīng)當(dāng)避免僅使用64字節(jié)的數(shù)據(jù)幀去實施測試。因為這種測試強迫交換機處理最大數(shù)量的數(shù)據(jù)包(數(shù)據(jù)包小了，其數(shù)量自然就多了)，從而使其功耗達也達最大值。

　　與上面這種情況相反的是，如果你的測試使用1518字節(jié)或更大的數(shù)據(jù)幀，就會減少每單位時間需要處理的數(shù)據(jù)幀數(shù)量(當(dāng)然這要依賴于所使用的設(shè)備架構(gòu))，從而就會減少功耗。不管怎樣，測試人員都應(yīng)當(dāng)注意一次特定測試中所使用數(shù)據(jù)幀的大小。

　　對第四層及更高層交換機的測試需要考慮到實際的通信流(例如，會話的建立、數(shù)據(jù)傳輸、會話的拆除)。就其性質(zhì)而言，這種通信主要由多種數(shù)據(jù)幀

　　(包)組成。因而，如果測試人員要測試這種高層交換機，僅考慮一種大小的數(shù)據(jù)幀就不可取了。

　　但是，需要認識到，處理更小和更大的數(shù)據(jù)單元確實存在于四到七層的交換機測試中。這種數(shù)據(jù)單元在測試中被稱為“對象大小”，即通過交換機從 服務(wù)器

　　返回給客戶端的對象大小。非常重要的一點是，這些對象的大小通常要比標準以太網(wǎng)的最大的數(shù)據(jù)幀(1518字節(jié))還要大。

　　5、考慮局域網(wǎng)交換機能源效率測試的通信類型

　　根據(jù)通信的屬性不同，交換機需要處理硬件或軟件中或軟硬件組合中的通信。雖然交換機的廠商很少披露其細節(jié)，但是對于測試人員來說，理解軟件和硬件可以對交換機的能耗產(chǎn)生重大影響是很重要的。。

　　在交換機無法處理依賴于硬件芯片的某種通信時，就必須依賴于運行于主處理器中的軟件，而這必定要增加CPU 的負擔(dān)，從而增加能耗。

　　因而，在測量能耗時，通信類型和通信組合類型必須適用于你的使用目的，這一點非常重要。雖然多數(shù)交換機在硬件中處理第二層的通信，但是還有一些交換機在主處理器中處理第三層的某些或所有功能。

　　有時候，要想理解正在處理哪一層的通信并不太容易，甚至使人糊涂。關(guān)鍵是要記住，并不是內(nèi)容決定層，而是交換機功能和設(shè)置決定了其層次。例如，我們可以將第七層的http通信通過第二層的交換機，但這臺交換機僅能根據(jù)第二層的信息作出決定。因而，其結(jié)果都是相同的，而不管其通信是否包含應(yīng)用程序信息還是除了第二層的地址信息什么也沒有。

　　請記住，正因為你要傳輸上層的通信，你就不能簡單地假定交換機正在一個特定水平上處理數(shù)據(jù)，除非你制定了測試計劃，并證明你根據(jù) 協(xié)議

　　堆棧中特定等級的內(nèi)容指導(dǎo)了通信。舉個例子來說，我們可以設(shè)計許多第七層的測試，指示交換機根據(jù)所請求的web頁面將通信發(fā)送給一個特定端口。這時，通過驗證

　　服務(wù)器 是否收到了“get”請求，測試人員很容易地就可以證明這種處理過程是否正在某個層次上執(zhí)行。