Bits por segundo versus paquetes por segundo

Últimamente he estado revisando hojas de datos de varios modelos de conmutadores de diferentes proveedores. Para un conmutador determinado, los proveedores publican un par de cifras que creo que son una medida de la capacidad / rendimiento del conmutador:

• Un valor siempre se mide en paquetes por segundo.
• El otro siempre se mide en bits por segundo.

A pesar de que diferentes proveedores usan diferentes nombres para las figuras, parece que el significado es siempre el mismo.

Me gustaría entender tres cosas:

1. ¿Cuál es el significado exacto de cada figura?
2. ¿Cuál es la diferencia entre ellos?
3. ¿Cuándo debería centrarme en cada valor para la evaluación de cambio?

Solo quiero mencionar brevemente la realidad de las matemáticas de marketing cuando esté considerando las hojas de datos del proveedor. Es muy común que los proveedores cuenten doblemente la capacidad bps o pps cuando tiene enlaces full-duplex. Por ejemplo, el Catalyst 6500 de Cisco tiene un Supervisor 720. Se usa 720 porque se comercializa con 720 Gbps de capacidad de estructura.

Pero ... si pregunta cómo calcula Cisco 720 Gbps, la respuesta es:

• 80 Gbps de tejido por ranura multiplicado por 9 ranuras en un chasis

El problema aquí es que su estructura es solo una estructura full-duplex de 40 Gbps ... Sin embargo, Cisco cuenta tanto la entrada como la salida en el número 720G, aunque en realidad no tiene sentido contar de esa manera. La conclusión es que a veces debe ser cuidadoso e inspeccionar cómo puede aplicar los números en la literatura del proveedor a la realidad.

Casi todos los proveedores tuercen números de marketing como este, y solo elijo el Cat6500 porque estoy muy familiarizado con la plataforma. Esto no es una condena de Cisco o el Cat6500 (que realmente me apasiona).

¿Cuál es el significado exacto de cada figura? ¿Cuál es la diferencia entre ellos?

• bps
  • Número de bits de datos por segundo que se pueden procesar sin descartar datos. bps casi siempre se mide utilizando cargas de Ethernet de 1500 bytes (o potencialmente más grandes).
  • bps se usa con frecuencia al medir la capacidad de los componentes que interconectan múltiples tarjetas de línea o puertos dentro de un chasis (como una estructura de conmutador). Ocasionalmente, un motor de procesamiento central puede tener una limitación de bps ...
• pps
  • Número de paquetes de datos por segundo que se pueden procesar antes de descartar datos; pps siempre se mide utilizando los tamaños de paquete más pequeños posibles.
  • pps se usa con frecuencia al medir componentes que miran dentro de un encabezado de paquete (para una dirección IP, dirección mac, valor DSCP, etc.). Por ejemplo, la capacidad de los procesadores de rutas y conmutadores se mide en pps.

¿Cuándo debería centrarme en cada valor para la evaluación de cambio?

Hay un momento y un lugar para este tipo de análisis, pero la mayoría de las personas solo usan una pequeña fracción de su capacidad de pps / bps del conmutador, a menos que sea un conmutador de la parte superior del bastidor en un centro de datos ocupado o un conmutador central para un rango medio a grande proveedor de servicios POP.

Aun así, el personal de ventas del proveedor puede no estar interesado en resaltar las limitaciones del producto, o puede que no entienda bien los límites. Además, los números de paquetes por segundo a menudo cambian según las características o la combinación de características que active ... realmente no hay sustituto para encontrar algunos buenos casos de prueba y probar el rendimiento de la caja con la combinación de funciones que crees que realmente necesitas.

Debido a las variaciones y los juegos que las personas pueden jugar con números en las hojas de datos, lo más importante que puede preguntarle al vendedor es " muéstreme cómo calculó los números bps y pps para este componente ".

Dicho esto, las características de hardware y software son tan importantes, o más importantes a tener en cuenta que los números bps / pps de drag-race ... Incluyo una pequeña muestra de elementos que quizás desee ver ... esto es muy subjetivo. ..

• En motores de reenvío (normalmente medidos en pps)

  • Sume el ancho de banda de un recuento promedio de puertos del chasis y encuentre el tamaño promedio de paquete (a la tasa de no caída anunciada) con las características activadas y luego desactivadas (compare cómo pueden cambiar estos números)
  • Rendimiento agregado de IPv4 / IPv6 / MPLS pps (estos números pueden cambiar, según la plataforma o las combinaciones de funciones que utilice)
  • Limitaciones de la regla de ACL (en número de ACE, campos de encabezado que puede filtrar, contadores, etc.)
  • Número total de prefijos / direcciones mac admitidas en HW y en DRAM
  • SNMP MIB compatibles
  • Modos y funciones de QoS compatibles, así como la facilidad con la que puede integrar estas funciones de QoS en el resto de su red.
  • Enrutar tiempos de conmutación por error del procesador
  • Disponibilidad y confiabilidad de actualizaciones de software en servicio
  • ¿El sistema operativo tiene componentes de software modulares?
  • ¿Son Vlans localmente significativos para una interfaz o la caja tiene una utilización global de VLAN?

• fabric / linecard conexiones de fabric / linecard ASIC (normalmente medido en bps)

  • Costo promedio por puerto 1GE o 10GE
  • Recuento de puertos y relaciones de sobresuscripción de tarjetas de línea
  • Tarjeta de línea y tamaños de búfer de puerto
  • Si el conmutador admite contrapresión a las tarjetas de línea de entrada, si el puerto de salida de la tela está congestionado
  • Ingress vs Egress replicación multicast

Por lo general, se le presenta el rendimiento en Mbps (M-bits / seg) y Mpps (M-paquetes / seg). Estos se consideran números de rendimiento de backplane o box. Los materiales de marketing generalmente presentan los números de la mejor manera posible, en condiciones ideales de paquetes grandes con 1500 bytes de longitud. El rendimiento realista se puede obtener en condiciones de prueba que usan Internet Mix (IMIX) de datos donde varían tanto la longitud de los paquetes como los protocolos.

1. Mbps vs Mpps - "M" incluida ya que los números a menudo se muestran x 10 ^ 6 - es simplemente la diferencia entre la capacidad de conmutación o procesamiento de "bit" versus "paquete" sin procesar. Cuando es posible la conmutación de hardware, los números asumen las mejores condiciones donde la conmutación de proceso (punteo a la CPU) no es necesaria en cada paquete.
2. Dado que las tramas grandes (no Jumbos) tienen cargas útiles de 1500 Bytes, este 1 paquete de 1500 Bytes x 8 bits / Byte = 12,000 bits.
3. Mbps le indica la capacidad de conmutación de bits al agregar todas las interfaces. Mpps lo ayuda a comprender cuántos paquetes agregados se pueden manejar. Todo esto se puede cambiar si está considerando algo como módulos de conmutador Cisco con DFC.

Para agregar a las buenas respuestas dadas por @generalnetworkerror y @MikePennington

Tanto los pps como los bps informados en las hojas de datos son números idealizados, no solo los bps a menudo se cuentan dos veces (el doble conteo proviene del hecho de que para atender la interfaz de 10 Gbps, necesitará 20 Gbps de ancho de banda de memoria, por lo que en este contexto es justo, pero puede ser confuso para el comprador) como explicó Mike.

Pero ellos, especialmente los pps, también están idealizados para un escenario de definición de proveedor de "típico", el escenario tiene mucho menos efecto en dispositivos tipo conmutador (catalizador de Cisco, Juniper ex, Force10, Brocade) ya que tienden a ejecutarse en tiempo constante Dispositivos de tipo ASIC para búsqueda. Y tiende a tener más efecto en los dispositivos tipo enrutador (Cisco ASR9k, Juniper MX, Alcatel SR), ya que tienden a ejecutar NPU, que está cerca del diseño normal de la CPU, y llevará un tiempo variable para realizar el trabajo.

Esta característica inherente se explota cuando los proveedores compran pruebas 'verificadas por terceros', como Cisco podría pagarle a Miercom para probar Cisco + Juniper y Juniper podría pagar a EANTC para probar Cisco + Juniper.
Estos ingenieros de EANTC y Miercom reciben información interna para ambas plataformas y utilizan esta información interna para mostrar cómo una plataforma (del cliente que paga) supera a otra plataforma. Porque eligen casos de prueba que tienen como objetivo compromisos en el escenario idealizado elegido por ese proveedor.

Afortunadamente, en un dispositivo similar a un interruptor, pps o bps se convertirán en un problema para usted, es mucho más probable que sea mordido, por ejemplo, por micro-estallido (consecuencia de pequeños buffers) incluso antes de los límites de plataformas bps / pps.
Más típicamente, pps y bps le afectan en cajas de gama baja que ejecutan CPU de COTS, es decir, cajas basadas en software, como Cisco ISR, la rama Juniper SRX o firewalls.

En términos muy genéricos y generales, bps mide el ancho de banda de la memoria y pps mide el rendimiento de búsqueda (velocidad de 'CPU')

De acuerdo con las declaraciones anteriores, también sepa que cada proveedor falsifica sus estadísticas un poco. es decir, habilite PAT, reglas de firewall simples, listas de control de acceso, QOS y encontrará que estos números pueden incluso reducirse a la mitad en parte, a menudo esto se debe a la capacidad de procesamiento de un dispositivo de red y cada servicio que se ejecuta en un dispositivo de red requiere un cierto cantidad de recursos de la CPU. PPS y BPS no siempre son las mejores estadísticas para usar.

Al considerar su actualización, vea lo que está utilizando actualmente. SNMP (Simple Network Management Protocol) puede ayudarlo a lograr esto. Tenga espacio para crecer actualizando su entorno para lograr menos del% 50 de ancho de banda en la utilización actual de la red en el nuevo dispositivo y menos del% 40 de uso de CPU.