Мы продолжаем рассмотрение 5 портовых мини-коммутаторов и отлаживание методики тестирования. В процессе тестирования выяснилось интересное и, не побоюсь этого слова, необъяснимое поведение коммутаторов с числом портов больше пяти — их пропускная способность в некоторых случаях зависит от размера блока данных, которым оперирует программа Intel IOMeter, использующаяся в качестве генератора трафика. При некоторых размерах блоков (иногда 512KB, а на некоторых устройствах и 32KB) коммутатор перестает осуществлять передачу данных через 30–300 секунд. Причем происходит это не всегда в режиме 100MBit на обоих портах, гораздо чаще такая ситуация возникает в режиме 10MBit на одном и более портах коммутатора. Таким образом, это, скорее всего, не переполнение буферов порта.
Изучение исходников клиента dynamo (из пакета Intel IOMeter) показало, что программа не затрагивает низкоуровневые сетевые протоколы, таким образом, этот блок данных никоим образом не может влиять на размер пакетов tcp, а тем более arp. То есть, он конечно влияет, но только в случае, если его размер менее полутора килобайт. Единственное объяснение, которое мне приходит в голову — интенсивность трафика при больших размерах пакетов в программе возрастает (приближается к предельной), и коммутатор перестает справляться с подобной нагрузкой. В реальных условиях работы устройства такая ситуация, скорее всего, возникнуть не может. Но это объяснение является всего лишь моим предположением и может оказаться в корне неверным. Возможно, у кого-то из читателей будут другие объяснения — не стесняйтесь высказывать их.
Возникает вопрос — а какой размер пакета устанавливать в IOMeter? Ранее выбранный размер 64KB теперь подходит не для всех 8ми портовых коммутаторов. Изначально он был выбран потому, что при меньшем размере генерируемый трафик не достигал максимального, а увеличение пакета свыше 64KB не приводило к заметному увеличению скорости передачи данных. Можно, конечно, тестировать каждое устройство при таком максимальном размере пакета, при котором оно еще передает данные сквозь себя, но при тестировании 8ми портовых устройств возникали ситуации, когда уменьшение размера пакета в два или даже в четыре раза, относительно начального 64KB, приводило к увеличению скорости передачи данных в несколько раз. Повторяюсь, что это происходило только в том случае, когда как минимум один из тестируемых портов коммутатора работал на скорости 10MBit.
Пока у меня нет ответов на вышеназванные вопросы, поэтому следующие два 5ти портовых устройства будут протестированы с размером блока 64KB. Но так как были выявлены зависимости скоростей передачи данных от размера пакета, то выводов о том, что, к примеру, «данное устройство плохо справляется с передачей данных в полнодупексном режиме на скорости 10MBit» не будет, ибо непонятно пока, виновато ли устройство или дело в чем то другом. Будем описывать только факты.
Методика тестирования почти не претерпела изменений по сравнению с предыдущим обзором. Добавился только седьмой пункт и изменился порядок следования пунктов 4.1-4.6:
- 4. Передача данных между 10Mbits и 100Mbits сегментами. Здесь мы выясняем качество коммутации между двумя сегментами с различными скоростями передачи и параметрами дуплекса.
- 4.1 Односторонняя передача из 100Mbits Full Duplex в 10Mbits порт Full Duplex.
- 4.2 Односторонняя передача из 10Mbits Full Duplex в 100Mbits порт Full Duplex.
- 4.3 Двусторонняя передача между 10Mbits Full Duplex в 100Mbits Full Duplex портами.
- 4.1 Односторонняя передача из 100Mbits Full Duplex в 10Mbits порт Half Duplex.
- 4.2 Односторонняя передача из 10Mbits Half Duplex в 100Mbits порт Full Duplex.
- 4.3 Двусторонняя передача между 10Mbits Half Duplex в 100Mbits Full Duplex портами.
- 7. Передача данных между 100MBit портами в режиме полудуплекса. Эмулируется работа коммутатора в режиме объединения нескольких 100MBit концентраторов.
- 7.1 Односторонняя передача из 100Mbits Half Duplex в 100Mbits порт Half Duplex.
- 7.2 Двусторонняя передача между двумя 100Mbits Half Duplex портами.
- 7.3 Режим передачи данных «все со всеми» в полудуплексном 100MBit режиме.
В последнем случае задействуются все 5 рабочих станций (при пяти-портовом коммутаторе). Каждая рабочая станция передает и принимает данные с остальных 4х станций. Проверяется способность коммутатора наилучшим образом работать в режиме коммутации высокоскоростных концентраторов (это один из популярных способов использования коммутаторов).
Для сравнения коммутаторов между собой будем использовать безразмерные интегральные показатели. Каждому тесту назначается в соответствие свой весовой коэффициент (безразмерная положительная величина, меньшая единицы; сумма всех весовых коэффициентов для каждой группы тестов равна единице).
Результаты каждого теста тоже конвертируем в безразмерную величину по следующим правилам: - Максимальную теоретическую скорость в текущем тесте, берем за единицу или 100%
- Максимальная скорость для тестов 100MBit, Full Duplex равна 100,000,000/8/1024 = 12,207KB
- Максимальная скорость для тестов 100MBit, Half Duplex (при двусторонней передаче данных) равна 100,000,000/8/1024/2 = 6,107KB
- Максимальная скорость для тестов с участием 10MBit, Full Duplex портов равна 10,000,000/8/1024 = 1,221KB
- Максимальная скорость для тестов с участием 10MBit, Half Duplex портов (при двусторонней передаче данных) равна 10,000,000/8/1024/2 = 610KB
- Скорость передачи данных текущего теста принимается за X% и рассчитывается исходя из пропорции.
Далее безразмерные величины, принадлежащие одной группе тестов, суммируются.
Теперь рассмотрим деление тестов на группы и их весовые коэффициенты:
| номер теста | группа | весовой коэффициент |
| 1. | Группа 1 (пункты 1-3) | 0.6 |
| 2.1 | Работа в режиме 100MBit, Full Duplex | 0.1 |
| 2.2 | 0.1 | |
| 3 | 0.2 | |
| 4.1 | Группа 2 (пункты 4.1-4.3) | 0.3 |
| 4.2 | Коммутация между 10 и 100MBit портами, Full Duplex | 0.3 |
| 4.3 | 0.4 | |
| 4.4 | Группа 3 (пункты 4.4-4.6) | 0.3 |
| 4.5 | Коммутация между портами 10Mbit Half Duplex и 100MBit Full Duplex | 0.3 |
| 4.6 | 0.4 | |
| 5.1 | Группа 4 (пункты 5.1-5.3) | 0.3 |
| 5.2 | Коммутация между портами 100Mbit Half Duplex и 100MBit Full Duplex | 0.3 |
| 5.3 | 0.4 | |
| 5.4 | Группа 5 (пункты 5.4-5.6) | 0.3 |
| 5.5 | Коммутация между портами 100Mbit Half Duplex и 10MBit Full Duplex | 0.3 |
| 5.6 | 0.4 | |
| 5.7 | Группа 6 (пункты 5.7-5.9) | 0.3 |
| 5.8 | Коммутация между портами 100Mbit Half Duplex и 10MBit Half Duplex | 0.3 |
| 5.9 | 0.4 | |
| 6.1 | Группа 7 (пункты 6.1-6.7) | 0.1 |
| 6.2 | Коммутация между 10Mbit портами с разными параметрами дуплекса | 0.2 |
| 6.3 | 0.1 | |
| 6.4 | 0.2 | |
| 6.5 | 0.1 | |
| 6.6 | 0.1 | |
| 6.7 | 0.2 | |
| 7.1 | Группа 8 (пункты 7.1-7.3) | 0.2 |
| 7.2 | Коммутация между 100Mbit Half Duplex портами | 0.2 |
| 7.3 | 0.6 |
Тестирование
Теперь вернемся к практике и рассмотрим пяти-портовый коммутатор компании TRENDware TRENDnet TE100-S55E plus.
Устройство поставляется в комплекте с внешним блоком питания, резиновыми ножками, которые надо наклеивать под корпус, а так же небольшой брошюркой-документацией. Впрочем, в документации содержатся достаточно исчерпывающие сведения как о самом коммутаторе, так и о способах соединения его с другими устройствами.
Коммутатор небольшого размера и собран в металлическом корпусе.
На передней панели устройства можно наблюдать индикатор питания и пять групп индикаторов. Каждая группа отражает состояния одного из портов и состоит из трех светодиодов зеленого цвета. Назначение каждого из них расписано справа, на корпусе устройства. Не найден был только режим индикации аварийного состояния (отключения) порта.
Сзади расположены порты для подключения витой пары (как неэкранированной, так и экранированной), и разъем питания. Аплинк порт в привычном смысле отсутствует, зато (сюрприз!) присутствует автоопределение uplink/normal на каждом из портов (Auto-MDI). В зависимости от подключенного к порту устройства и используемого кабеля (кросс или обычного) порт автоматически переключится в режим аплинка или нормальный режим. Это очень удобно.
С обоих боков корпуса мы видим вентиляционные отверстия.
Снизу расположены пазы для крепления устройства на вертикальную поверхность, что говорит о предусмотрительности компании, а так же можно вклеить четыре круглых резиновых ножки (на фотографии резиновую заготовку с выдавленными ножками видно сверху коммутатора) в соответствующие углубления в корпусе и установить устройство на горизонтальную поверхность.
К сожалению, информацию об используемом в коммутаторе микропроцессоре получить не удалось — радиатор, установленный на нем, намертво припаян к печатной плате, а на сайте компании информация об этом отсутствует. Поэтому привожу характеристики устройства, описанные в документации к нему и на сайте.
Характеристики коммутатора:
- Количество портов — 5
- Поддержка IEEE 802.3 (10Base-T — Ethernet 10Mbits) и IEE 802.3u (100Base-TX — Fast Ethernet 100Mbits)
- Поддержка полу- и полнодуплексного режима работы в обоих случаях
- Автодетектирование скорости работы и режима дуплекса
- Поддержка "Store and Forward" (коммутации с промежуточной буферизацией)
- Поддержка Full Duplex 802.3x Flow Control
- Поддержка Half Duplex Back Pressure Flow Control
- Поддержка N-Way auto negotiation
- Размер буфера (общего?) — 128KB
- Количество запоминаемых MAC адресов — 1K
- Тип питания — +7,5Vdc, внешний БП, максимальное энергопотребление — 7,5Вт
- Размеры (Ш/Д/В) — 116 × 70 × 25 мм
- Рабочие температуры — 0–50°С
- Рабочая влажность 10–90%
- Цена на момент написания материала — 45$
- Цена за порт — 9$
Результаты тестирования
Сводная таблица.
Считаются данные, идущие только в одну сторону (полудуплекс) через порт, если не указано обратного. Скорость считается в килобайтах (не килобитах!). Периодическое изменение скорости (в среднем около пяти минут между верхним и нижним значением) отражено верхним и нижним пределами через дефис (например, 10–100). В этом случае обычно максимальному значению со стороны первого клиента соответствовало минимальное значение со стороны второго.
| тест | клиенты | режим первого, Mbits | дуплекс первого | скорость передачи первого, KByte/sec | направление передачи | режим второго, Mbits | дуплекс второго | скорость передачи второго, KByte/sec |
| 1 | 5 | 100 | Full | 9800 | <--> | |||
| 2.1 | 2 | 100 | Full | 12900 | --> | 100 | Full | |
| 2.2 | 2 | 100 | Full | 11600 | <--> | 100 | Full | 11600 |
| 3 | 4+1 | 100 | Full | 12300 | --> | 4x100 | Full | |
| 4.1 | 2 | 100 | Full | 950 | --> | 10 | Full | |
| 4.2 | 2 | 10 | Full | 1070 | --> | 100 | Full | |
| 4.3 | 2 | 100 | Full | 22 | <--> | 10 | Full | 1060 |
| 4.4 | 2 | 100 | Full | 1040 | --> | 10 | Half | |
| 4.5 | 2 | 10 | Half | 1170 | --> | 100 | Full | |
| 4.6 | 2 | 100 | Full | 260 | <--> | 10 | Half | 915 |
| 5.1 | 2 | 100 | Half | 4500 | --> | 100 | Full | |
| 5.2 | 2 | 100 | Full | 6160 | --> | 100 | Half | |
| 5.3 | 2 | 100 | Half | 50 | <--> | 100 | Full | 4300 |
| 5.4 | 2 | 100 | Half | 150 | --> | 10 | Half | |
| 5.5 | 2 | 10 | Half | 1170 | --> | 100 | Half | |
| 5.6 | 2 | 100 | Half | 80 | <--> | 10 | Half | 1120 |
| 5.7 | 2 | 100 | Half | 960 | --> | 10 | Full | |
| 5.8 | 2 | 10 | Full | 420 | --> | 100 | Half | |
| 5.9 | 2 | 100 | Half | 770 | <--> | 10 | Full | 230 |
| 6.1 | 2 | 10 | Full | 960 | --> | 10 | Full | |
| 6.2 | 2 | 10 | Half | 550 | <--> | 10 | Full | 550 |
| 6.3 | 2 | 10 | Half | 1140 | --> | 10 | Half | |
| 6.4 | 2 | 10 | Half | 560 | <--> | 10 | Half | 560 |
| 6.5 | 2 | 10 | Half | 945 | --> | 10 | Full | |
| 6.6 | 2 | 10 | Half | 1090 | --> | 10 | Full | |
| 6.7 | 2 | 10 | Half | 490 | <--> | 10 | Full | 490 |
| 7.1 | 2 | 100 | Half | 5800 | --> | 100 | Half | |
| 7.2 | 2 | 100 | Half | 5300 | --> | 100 | Half | 60 |
| 7.3 | 5 | 100 | Half | 5800 | <--> |
Прокомментируем результаты. Повторюсь, что тесты снимались с блоком данных 64KB.
Как обычно, коммутация 100Mbits сегментов с полным дуплексом нареканий не вызывает. Проблемы, и достаточно большие, начинаются при одновременном приеме-передаче данных в сегменты с различным дуплексом. Скорость в одну из сторон падает до очень низких значений, хотя в другую удерживается на высоком уровне. То же самое наблюдается при полудуплексном режиме работы и одновременной передаче-приеме данных у двух клиентов. Хотя, если клиентов становится больше — эмуляция режима работы «все со всеми» — скорость хоть и не приближается к максимальной, но для нормальной работы уже достаточная.
Такую же картину (очень низкая скорость в одну из сторон при одновременном приеме и передаче данных) мы видим при коммутации разноскоростных сегментов. Провалился и тест (скорость была достаточно низкой) в режиме записи в 10MBit полудуплексный порт из 100MBit Full Duplex.
Зато в режиме коммутации чисто 10MBit сегментов коммутатор показал хоть и не максимальные, но и не низкие скорости.
Теперь сравним этот коммутатор с таким же, но от другого производителя — "GS-SW005" — согласно вышеописанной методике, используя безразмерные интегральные показатели.
Почти везде устройства показали одинаковый результат, но по некоторым группам тестов TE100-S55E plus вырывается вперед. То есть TE100-S55E plus превосходит GS-SW005 в коммутации чисто 10MBit, полнодуплексных 10 и 100MBit и чисто 100MBit сегментах. Хотя не исключен вариант, что не совсем верно подобраны весовые коэффициенты.
Рассмотрим функциональную сторону коммутатора: всевозможные состояния порта, кроме аварийного отключения, индикаторами отражаются. Индикаторы расположены на вертикальной передней панели устройства, поэтому в случае вертикального крепления коммутатора возможна ситуация, когда обзор индикаторов будет затруднен.
Порт аплинк в наличии, да еще не один, а все пять, плюс поддержка автоопределения режима uplink/normal — больше не надо заботится о кроссовер кабелях! Отличная задумка компании TRENDware.
Выводы
Добротно сделанное устройство достойно займет свою нишу среди мини-коммутаторов — компания позаботилась и об аппаратной части, использовав радиатор, и о функциональной — удобство крепления установки, отсутствие возни с кроссовер кабелями безусловно привлекут к нему внимание. В отношении же его прямой обязанности — максимально возможной скорости коммутации можно сказать следующее — использование в режиме только 100 или только 10 MBit проблем не вызовет. Проблемы с коммутацией портов с различной скоростью возникают у большинства подобных устройств нижнего ценового диапазона, подождем результатов тестирования других коммутаторов для сравнения.
Благодарю Андрея Воробьева за предоставление фото- и компьютерного оборудования.
