區域網交換機的功耗測試及測量方法

如今的網路裝置生產廠商眾多，而且都承諾自己的網路和交換裝置是節能的，但很少有哪個廠家能夠證明實際使用情況。因此，企業使用者一定要通過某種效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，我們將討論區域網交換機的功耗測試、測量的方法。

　　1、系統吞吐量

一般來說，在交換機的效能測試中，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發的兆位(Mbps/瓦)。當然，也可以選擇Gbps。使用者還可以使用原始資料，計算每秒鐘傳輸每兆位資料需要花費多少錢。

吞吐量的測量非常重要還有另外一個原因，即有些製造商選擇實施不給所有附加介面提供線速吞吐量的網路連線結構。

這種交換機擁有很多插卡模組或底板，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論認為：低容量裝置在從同樣數量的埠傳輸資料時，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，我們才能夠將所達到的吞吐量與所耗用的電能關聯起來。

　　2、功率因數

可以這樣講，確定被測裝置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”。

根據維基百科的解釋，功率因數指的是流向“表觀功率”負載的實際功率。未充分利用的功率意味著，某個裝置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。

功率因數是一個介於0和1之間的數字，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。某個系統所耗用的最明顯的功率就是電壓的RMS值與流經裝置的電流的乘積，在這裡我們假設波形是同相的。電力供應商用這個值來評估所耗用的總電量。問題是通常情況下，由於網路內的一系列複雜裝置，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，而對於直流系統，就不能使用此方法了。

　　3、通訊負載

測試功耗時，還要考慮通訊負載。為了取得不同程度的網路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，被連線的埠和開放的埠狀態不僅意味著電纜是連線的，而且表明物理層和MAC層是活動的。

　　序號埠狀態通訊負載

1全部無連線無

2活動的(連線並開放)無

3活動0%

4活動50%

5活動100%

　　4、幀/資料包的大小

這一點很關鍵。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/資料包來實施的，最小的合法幀為64位元組，最大的標準幀可達1518位元組，另外的一些測試資料幀大小也有許多變化，最常用的有128、 256、 512 、1024等位元組的資料幀。有些測試還包括了非標準的大型資料幀，如有的測試使用的測試幀可達16000位元組，不過典型的`測試還是使用9K位元組或9128位元組的資料幀。當然，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麼多資料幀來全面測試。

雖然對於使用多大的資料幀去實施功耗測試並沒有什麼行業標準，但使用者應當記住，一般情況下，我們應當避免僅使用64位元組的資料幀去實施測試。因為這種測試強迫交換機處理最大數量的資料包(資料包小了，其數量自然就多了)，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位元組或更大的資料幀，就會減少每單位時間需要處理的資料幀數量(當然這要依賴於所使用的裝置架構)，從而就會減少功耗。不管怎樣，測試人員都應當注意一次特定測試中所使用資料幀的大小。

對第四層及更高層交換機的測試需要考慮到實際的通訊流(例如，會話的建立、資料傳輸、會話的拆除)。就其性質而言，這種通訊主要由多種資料幀(包)組成。因而，如果測試人員要測試這種高層交換機，僅考慮一種大小的資料幀就不可取了。

但是，需要認識到，處理更小和更大的資料單元確實存在於四到七層的交換機測試中。這種資料單元在測試中被稱為“物件大小”，即通過交換機從伺服器返回給客戶端的物件大小。非常重要的一點是，這些物件的大小通常要比標準乙太網的最大的資料幀(1518位元組)還要大。

　　5、考慮區域網交換機能源效率測試的通訊型別

根據通訊的屬性不同，交換機需要處理硬體或軟體中或軟硬體組合中的通訊。雖然交換機的廠商很少披露其細節，但是對於測試人員來說，理解軟體和硬體可以對交換機的能耗產生重大影響是很重要的。。

在交換機無法處理依賴於硬體晶片的某種通訊時，就必須依賴於運行於主處理器中的軟體，而這必定要增加CPU 的負擔，從而增加能耗。

因而，在測量能耗時，通訊型別和通訊組合型別必須適用於你的使用目的，這一點非常重要。雖然多數交換機在硬體中處理第二層的通訊，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訊並不太容易，甚至使人糊塗。關鍵是要記住，並不是內容決定層，而是交換機功能和設定決定了其層次。例如，我們可以將第七層的http通訊通過第二層的交換機，但這臺交換機僅能根據第二層的資訊作出決定。因而，其結果都是相同的，而不管其通訊是否包含應用程式資訊還是除了第二層的地址資訊什麼也沒有。

請記住，正因為你要傳輸上層的通訊，你就不能簡單地假定交換機正在一個特定水平上處理資料，除非你制定了測試計劃，並證明你根據協議堆疊中特定等級的內容指導了通訊。舉個例子來說，我們可以設計許多第七層的測試，指示交換機根據所請求的web頁面將通訊傳送給一個特定埠。這時，通過驗證伺服器是否收到了“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行。