一种基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法和装置与流程

本发明涉及计算机领域，并且更具体地，涉及一种基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法和装置。

背景技术：

随着需要处理的数据不断增长，服务器设备的形态较快变化，为满足有限机房情况下更大的计算需求，当前出现了一种偏重计算的服务器设计，即在一个服务器供电、散热的整机系统下，不只集成一个计算和供其使用的存储系统，而是集成了2个或以上的独立的计算系统。这里的设计有别于双路或四路服务器，而是各cpu单独对应一个系统，同一个整机下的多个系统互相独立，处理不同的服务且互相的开关机状态不存在影响。在这种整机系统中，在散热发挥到极限的情况下，可以大大提高服务器的处理速率。同时，对于计算需求并不大但是处理服务类别较多且互相之间关联性不大的用户来说，可在多个系统上部署不同的服务，可为客户节约服务器的采购成本。对服务器企业来说，集成多个系统的整机利润较高，且主板功能集成度高，组装、维护起来更方便，对企业利润来说是一个更好的发展方向。

由于这种设计的整机系统集成度很高，除散热系统、供电系统是由整机自身提供外，主板上也有较多业务将使用共用的方式搭建，如服务器管理控制模块(bmc)、主板逻辑cpld服务等。除此之外，网络设备也可做成多个系统复用的形态。在这种设计的情况下，可选用自身带宽较高的网卡设备，如50g/100g网卡，在复用时，网络带宽将平均分配到多个系统下，如此即可实现成本节约，又可保证每个独立运作的系统可享有较高的网络带宽。但对于测试验证来说，由于网络带宽非分时复用，且较大带宽的网卡设备由于自身原因和系统设计的原因，实际使用中带宽可能会降到可接受范围以下。因此在测试验证阶段，网络设备的带宽必须进行测试。而共用复用的设计，使网络带宽测试无法在一个独立系统下达到标称值，且为保证客户部署服务的可用性，网卡性能必须达到以下标准，即：单个系统带宽值不得出现数据少于总带宽最低期望值分配到该系统下的单系统带宽最低期望值，在整机运行时，整机系统的网络带宽不得少于使用的网卡设备总带宽最低期望值。目前测试团队使用的惯用测试手法，无法实现对上述设计下的网络带宽测试实现监控和检查、测试，因此这种设计下的网络部分的性能表现监测起来十分困难。

技术实现要素：

鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法和装置，可实现在上述多系统复用网卡的整机设计中，有效测试单个系统的网络带宽性能表现，并整合整机的测试情况，得到网卡本身与主板设计间是否能达到设计需求的结论，并最快的得到各部分兼容性是否符合预计达到的水平，为后续设计的改进和客户对结论需求的实现打下基础。

基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法，包括以下步骤：

将多子系统服务器的一个子系统指定为控制端，并通过所述控制端向所述所有子系统发送指令以打开端口，所述端口与网络发送端开启的端口一一对应；

每个所述子系统同时从所述网络发送端接收网络数据进行带宽测试并将每个监控时长内测试的带宽数据值实时发送到控制端，以由控制端将所述带宽数据值与单个所述子系统的带宽期望值进行比较；

由控制端将每个监控时长内测试的所有所述子系统的带宽数据值进行相加，将得到的总带宽数据值与整个所述服务器的总带宽期望值进行比较。

在一些实施方式中，所述方法还包括：

在执行网络性能测试之前，所述网络发送端开启带宽发送服务，所述服务器的所有子系统进行时间同步。

在一些实施方式中，所述方法还包括：

响应于未达到单个子系统的带宽期望值，在服务器屏幕上显示告警字样并记录所述子系统的日志；以及

响应于未达到整个所述服务器的总带宽期望值，在服务器屏幕上显示告警字样并记录所有子系统的日志。

在一些实施方式中，所述方法还包括：

响应于达到单个子系统的带宽期望值以及达到整个所述服务器的总带宽期望值，继续监控下一个监控时长内的带宽数据值。

在一些实施方式中，所述方法利用iperf或netperf开启网络性能测试。

在一些实施方式中，所述将多系统服务器的一个子系统指定为控制端，并通过所述控制端向所述所有子系统发送指令以打开端口，所述端口与所述网络发送端开启的端口一一对应包括：

所述控制端向所述所有子系统发送打开端口的指令的同时还发送规定总的测试时长、每个监控时长的长度、接收数据块的大小、每个子系统带宽测试的线程数的指令。

在一些实施方式中，每个子系统带宽测试的线程数大于1。

在一些实施方式中，使用网络时间协议服务器进行所有所述子系统的时间同步。

本发明实施例的另一方面提供了一种基于多系统复用网卡设计的网络性能测试装置，包括：

至少一个处理器；和

存储器，所述存储器存储有处理器可运行的程序代码，所述程序代码在被处理器运行时实施以下步骤：

将多子系统服务器的一个子系统指定为控制端，并通过所述控制端向所述所有子系统发送指令以打开端口，所述端口与网络发送端开启的端口一一对应；

每个所述子系统同时从所述网络发送端接收网络数据进行带宽测试并将每个监控时长内测试的带宽数据值实时发送到控制端，以由控制端将所述带宽数据值与单个所述子系统的带宽期望值进行比较；

由控制端将每个监控时长内测试的所有所述子系统的带宽数据值进行相加，将得到的总带宽数据值与整个所述服务器的总带宽期望值进行比较。

在一些实施方式中，所述步骤还包括：

在执行网络性能测试之前，所述网络发送端开启带宽发送服务，所述服务器的所有子系统进行时间同步。

本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的一种基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法和装置可实现在上述多系统复用网卡的整机设计中，有效测试单个系统的网络带宽性能表现，并整合整机的测试情况，得到网卡本身与主板设计间是否能达到设计需求的结论，无论对单系统还是整机系统来说都可最大限度地减少由于测试手法导致的偏差、延迟，更准确的体现出网络设备自身是否达到设计需求，为后续设计的改进和客户对结论需求的实现打下基础。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1是根据本发明的一种基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的一种基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法的流程示意图；

图3是根据本发明的一种基于多系统复用网卡设计的网络性能测试装置的硬件结构示意图。

具体实施方式

以下描述了本发明的实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种替代形式。附图不一定按比例绘制；某些功能可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图所示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征组合以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，与本发明的教导相一致的特征的各种组合和修改对于某些特定应用或实施方式可能是期望的。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

基于上述目的，本发明的实施例一方面提出了一种基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤s101：将多子系统服务器的一个子系统指定为控制端，并通过所述控制端向所述所有子系统发送指令以打开端口，所述端口与网络发送端开启的端口一一对应；

步骤s102：每个所述子系统同时从所述网络发送端接收网络数据进行带宽测试并将每个监控时长内测试的带宽数据值实时发送到控制端，以由控制端将所述带宽数据值与单个所述子系统的带宽期望值进行比较；

步骤s103：由控制端将每个监控时长内测试的所有所述子系统的带宽数据值进行相加，将得到的总带宽数据值与整个所述服务器的总带宽期望值进行比较。

在一些实施例中，所述方法还包括：在执行网络性能测试之前，所述网络发送端开启带宽发送服务，所述服务器的所有子系统进行时间同步。网络发送端整机开启带宽发送服务，使发送端的子系统(一个或多个)都处于不断、稳定输出数据块的状态。发送端整机至此之后仅实现发送数据块功能，不再有其他工作。在一个实施例中，如图2所示，所述服务器(即接收端)的多个子系统，首先通过网络时间协议服务器(ntp服务器)同步时间。同步完成后，从多个子系统上获取系统时间并对获取的时间进行对比，如果同步失败(各子系统时间不相同)，则再次进行时间同步操作，直到同步完成；如果同步成功(各子系统时间相同)，则在接收端服务器的多个子系统内，指定一个子系统为控制端，同时该子系统也将实现监控和告警输出功能。

在一些实施例中，所述方法利用iperf或netperf开启网络性能测试。网络带宽的发送和接收模块基于linux下的iperf或netperf软件实现，该软件可在带宽输出端持续、稳定的输出极多、足够占满网络带宽的数据块，以跑满网卡链路上的带宽。

在一些实施例中，所述将多系统服务器的一个子系统指定为控制端，并通过所述控制端向所述所有子系统发送指令以打开端口，所述端口与所述网络发送端开启的端口一一对应包括：所述控制端向所述所有子系统发送打开端口的指令的同时还发送规定总的测试时长、每个监控时长的长度、接收数据块的大小、每个子系统带宽测试的线程数的指令。控制端向接收端服务器整机发送命令，实现功能为：打开发送端开启的网络带宽测试的接收端口，并且打开的多个端口与发送端打开的端口一一对应，对应方式可以是使用发送端口唯一的固定ip。除此之外，打开端口的命令还将包括规定总的测试时长、每个监控时长(timespace)的长度、接收数据块的大小(这里指定数据块大小的目的在于，使用相同大小的数据块可保证总带宽的稳定性)、每个子系统带宽测试的线程数。在根据本发明的一个实施例中，使用1个以上的线程数，目的在于，对于1gbit/s以上的带宽，通常一个线程无法达到期望的带宽值，如以下命令示例：

#iperf-c10.11.12.13-i2-w512k-t86400-p8

表示：从10.11.12.13接口接收数据，每个timespace的长度是2秒，接收的每个数据块大小是512k，总测试时长是86400s，每个测试使用8个线程进行测试。然后，保存测试结果，每个子系统内的结果独立保存，并把结果发送到控制端，以实现数据处理和监控。由于每个测试结果的最后一行都是上一个timespace的带宽数据，即一个timespace内所有线程总的带宽数据，因此只需要在每个timespace结束后监控服务器所有子系统的最后一行数据，并对其进行数据处理即可。

在一些实施例中，所述方法还包括：响应于未达到单个子系统的带宽期望值，在服务器屏幕上显示告警字样并记录所述子系统的日志，以及响应于未达到整个所述服务器的总带宽期望值，在服务器屏幕上显示告警字样并记录所有子系统的日志。在一些实施例中，所述方法还包括：响应于达到单个子系统的带宽期望值以及达到整个所述服务器的总带宽期望值，继续监控下一个监控时长内的带宽数据值。

在根据本发明的一个实施例中，如图2所示，实现单系统的带宽侦测及数据分析、告警的方法如下：在每个timespace结束后，抓取每个子系统下的最后一行(即前一个timespace的带宽数据)，并通过linux系统的shell语言，提取该行内的带宽数据，并将所述带宽数据与单系统的带宽期望值进行比较，当单系统的带宽期望值未达到时，在屏幕上显示warning字样并抓取该子系统内的所有日志进行记录；若单系统的带宽期望值已经达到，则继续监控下一个timespace，并进入下一步的整机系统的带宽侦测及数据分析、告警。实现整机系统的带宽侦测及数据分析、告警的方法如下：在每个timespace结束后，抓取每个子系统下的最后一行(即前一个timespace的带宽数据)，并通过linux系统的shell语言，提取该行内的带宽数据，将这个timespace内的所有单子系统内提取到的带宽数据进行相加，将得到的总带宽数据值，和整机系统的带宽期望值进行比较，当系统的带宽期望值未达到时，在屏幕上显示warning字样并抓取所有系统内的所有日志进行记录；若整机系统的带宽期望值已经达到，则继续进行下一个timespace的监控。

在技术上可行的情况下，以上针对不同实施例所列举的技术特征可以相互组合，或者改变、添加以及省略等等，从而形成本发明范围内的另外实施例。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的一种基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法和装置可实现在上述多系统复用网卡的整机设计中，有效测试单个系统的网络带宽性能表现，并整合整机的测试情况，得到网卡本身与主板设计间是否能达到设计需求的结论，无论对单系统还是整机系统来说都可最大限度地减少由于测试手法导致的偏差、延迟，更准确的体现出网络设备自身是否达到设计需求，为后续设计的改进和客户对结论需求的实现打下基础。

使用本发明提到的方法，得到的带宽结论是业内、网卡设备制造商公认可参考的数据。对网卡设备自身来说，由于涉及到如分频复用网卡设备，但需要测试单卡的测试性能情况，此时即需要在多个系统下同步运行测试脚本，测试结果才能稳定、准确的体现出单个部件的性能表现。本发明可实现多个系统同步、同时进行测试，无论对单系统还是整机系统来说都可最大限度地减少由于测试手法导致的偏差、延迟，更准确地体现出网络设备自身是否达到设计需求。

基于上述目的，本发明实施例的另一个方面，提出了一种基于多系统复用网卡设计的网络性能测试装置，包括：

至少一个处理器；和

存储器，所述存储器存储有处理器可运行的程序代码，所述程序代码在被处理器运行时实施以下步骤：

将多子系统服务器的一个子系统指定为控制端，并通过所述控制端向所述所有子系统发送指令以打开端口，所述端口与网络发送端开启的端口一一对应；

每个所述子系统同时从所述网络发送端接收网络数据进行带宽测试并将每个监控时长内测试的带宽数据值实时发送到控制端，以由控制端将所述带宽数据值与单个所述子系统的带宽期望值进行比较；

由控制端将每个监控时长内测试的所有所述子系统的带宽数据值进行相加，将得到的总带宽数据值与整个所述服务器的总带宽期望值进行比较。

在一些实施例中，所述步骤还包括：在执行网络性能测试之前，所述网络发送端开启带宽发送服务，所述服务器的所有子系统进行时间同步。

如图3所示，为本发明提供的基于多系统复用网卡设计的网络性能测试装置的一个实施例的硬件结构示意图。

以如图3所示的计算机设备为例，在该计算机设备中包括处理器301以及存储器302，并还可以包括：输入装置303和输出装置304。

处理器301、存储器302、输入装置303和输出装置304可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。

存储器302作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的所述基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法对应的程序指令/模块。处理器301通过运行存储在存储器302中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法。

存储器302可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法所创建的数据等。此外，存储器302可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器302可选包括相对于处理器301远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至本地模块。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置303可接收输入的数字或字符信息，以及产生与基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法的计算机设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置304可包括显示屏等显示设备。

所述一个或者多个基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法对应的程序指令/模块存储在所述存储器302中，当被所述处理器301执行时，执行上述任意方法实施例中的基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法。

所述执行所述基于多系统复用网卡设计的网络性能测试方法的计算机设备的任何一个实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(rom)或随机存储记忆体(ram)等。

此外，典型地，本发明实施例公开所述的装置、设备等可为各种电子终端设备，例如手机、个人数字助理(pda)、平板电脑(pad)、智能电视等，也可以是大型终端设备，如服务器等，因此本发明实施例公开的保护范围不应限定为某种特定类型的装置、设备。本发明实施例公开所述的客户端可以是以电子硬件、计算机软件或两者的组合形式应用于上述任意一种电子终端设备中。

此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由cpu执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被cpu执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。

此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。

此外，应该明白的是，本文所述的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦写可编程rom(eeprom)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(ram)，该ram可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，ram可以以多种形式获得，比如同步ram(dram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据速率sdram(ddrsdram)、增强sdram(esdram)、同步链路dram(sldram)、以及直接rambusram(drram)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现所述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。

结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里所述功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合dsp和/或任何其它这种配置。

结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在ram存储器、快闪存储器、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，所述存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在asic中。asic可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性设计中，所述功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(dsl)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、dsl或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(cd)、激光盘、光盘、数字多功能盘(dvd)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器、磁盘或光盘等。

上述实施例是实施方式的可能示例，并且仅仅为了清楚理解本发明的原理而提出。所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。