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无线网络技术性能评估,思科应用可视化和控制(AVC)

2014年06月10日 22:25:33 | 作者:佚名 | 来源:cnw.com.cn | 查看本文手机版

摘要:随着Wi-Fi技术以不可避免的步伐进入大部分现代企业提供主要网络接入服务,为了确保高性能及高可用性,IT人员的压力与日俱增。随着基础设施所能支持的各种应用数量的增加,一个清晰的需求是优先接入关键性应用,尤其是对一致的吞...

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随着Wi-Fi技术以不可避免的步伐进入大部分现代企业提供主要网络接入服务,为了确保高性能及高可用性,IT人员的压力与日俱增。随着基础设施所能支持的各种应用数量的增加,一个清晰的需求是优先接入关键性应用,尤其是对一致的吞吐量和延迟有需要的实时性应用。随着Wi-Fi技术在性能上的改进已经极大地增强了网络容量,底层架构使得网络管理员无法通过过度的部署来解决性能挑战。如果网络架构能足够智能地区分流量,那么诸如微软的Lync和Citrix的VDI虚拟桌面平台等基于语音和视频的应用都能很好地运行。

思科进入到雪城大学(Syracuse University)的新兴网络技术会聚中心(CCENT),该中心是一个拥有15年Wi-Fi产品测试经验的应用技术研究实验室,思科最新的无线控制器软件(版本号 7.4.1.52)包括了被称为应用可视化和控制(AVC)的高级网络流量分类和区分的特性,中心对其进行了一系列的系统级测试,包括几个应用基准前后的测试。用于测试该特性的产品是思科的5508无线局域网控制器和思科AIR-2602i 无线接入点。

关键测试结果:

1. 在应用了思科AVC特性之后,Citrix视频流的质量提升了55%,质量从好(每秒9帧)提升到优秀(每秒14帧)。

2. 在应用了思科AVC特性之后,Citrix视频的延迟降低了一个因子7,从14毫秒降低到2毫秒。

3. 在应用了思科AVC特性之后,在背景流量存在的情况下,单个Lync语音呼叫的平均主观评分(MOS)从3.92增加到了4.20。

4. 在应用了思科AVC特性之后,当两个客户端在进行Lync语音呼叫时,微软的文件传输(CIFS)被放入背景队列,数据速率降低了74%。

测试方法

一个由三名研究生组成的团队,在负责CCENT无线测试项目的教职工的带领下,与思科无线网络事业部(WNBU)的技术代表一起,在实验室搭建了一个测试平台。该测试平台包括启用思科AVC特性的无线网络基础设施和大量供我们用于评估AVC服务的企业应用服务。我们关注于两个普遍部署的企业应用,Citrix XenDesktop 5.6 VDI和MS Lync 2012。我们起初通过一个客户端产生背景流量,然后增加客户端数量以至于应用性能下降到可接受级别之下。为了保证正确地测量,该测试平台与学校的有线和无线系统进行了隔离。一台配置了NAT服务的思科2911路由器被用于在必要的时候提供从学校网络接入到测试平台的服务。我们的网络测试平台包括一台思科3750 Catalyst交换机,一台运行了VMware ESXi 5.0装载了所有的包括活动目录域控制器,Lync 2010服务器,Lync监控服务器,Citrix XenDesktop控制器和虚拟机的思科UCS C210服务器(如下图1所示)。所有的客户端都是装有基于Intel芯片的拥有3个空间流能力802.11n网卡的戴尔笔记本电脑。其中8台戴尔笔记本电脑运行的是Windows 7操作系统,另外两台运行的是Windows XP操作系统。所有的性能测试都是在雪城大学(Syracuse University)信息学院,海因兹大厅底层的一个典型的高等教育教室里(房间号 018)进行的。为了消除潜在的无线干扰的影响,所有的测试都在生产Wi-Fi网络关闭的午夜到早晨6点之间的晚上进行。每次测试开始前,我们使用思科的频谱专家来扫描整个底层频谱以确保射频环境是无干扰的。

图1 网络测试平台拓扑

使用结合AVC的Citrix XenDesktop 5.6

作为一种远程分发应用服务机制,Citrix XenDesktop近年来在企业中获得了大量的应用。XenDesktop为用户提供独立于地点和设备的安全虚拟桌面和应用。作为一种集中式网络服务,它对于性能问题高度敏感。在我们的测试平台配置了Citrix XenDesktop 5.6精简版之后,我们部署了能够同时通过网络访问的10台虚拟机。为了产生负荷,我们配置了9台无线客户端,通过Citrix VDI会话来产生高清1080p的视频流。我们还配置了一个客户端,使用公共英特网文件系统(CIFS)协议从vCenter服务器复制一个40GB的共享文件夹。思科的5508控制器正确识别了无线网络中的该流量。然后我们在控制器中定义了一个属性,为Citrix视频流量分配了高优先级(黄金多媒体分类;DSCP值为34),为背景流量分配了低优先级以及为CIFS文件传输流量分配了相应的优先级(青铜多媒体分类;DSCP值为10)。应用了该属性之后,CIFS文件传输的数据速率立刻从30mbps下降到10mbps,降低了大概65%。这使得9个Citrix客户端的视频质量从每秒9帧提高到了每秒14帧。同时,平均延迟从14ms降低到了2ms。主观地判断,结果从临界提高到了良好。

图2 应用AVC前后的Citrix VDI视频性能

使用结合AVC的微软Lync 2012

随着企业对统一通讯接受度的稳定增长,我们选择微软Lync 2010作为我们第二个AVC测试的应用。在这个测试中(+微信关注网络世界),我们在两个客户端之间建立一个1分钟的语音呼叫,与此同时,在同一个网络中,一个无线客户端与我们的一个通过以太网连接的服务器之间进行文件传输。在没有其他流量的时候,文件传输的基准速率大约是115mbps。使能AVC特性的思科控制器正确地将流量分类为‘MS-Lync-Media’和‘CIFS’。在维持了1分钟的呼叫之后,我们在测试平台的MS Lync监控服务器中查看呼叫媒体质量报告的细节。我们关注3个不同的性能指标,比较它们在使能AVC属性前后的区别。所选的性能指标是我们认为与语音质量最为相关的:平均网络MOS(平均主观评分,一种语音质量的测量),平均MOS降级(由网络引起的语音质量下降),以及最大抖动(延迟的变化,语音质量的仇敌)。我们随后创建一个属性,将‘MS-Lync-Media’标记为白金属性(对应于DSCP值为46的语音流量),将CIFS标记为青铜(对应于DSCP值为10的背景流量)。应用了该AVC属性之后,我们在两个客户端之间初始化另一个1分钟的语音呼叫。我们发现在应用了属性之后,CIFS数据速率立刻从115Mbps降低到30Mbps。这表示CIFS文件传输的数据速率降低了74%。我们发现平均网络MOS从3.92增大到了4.20,而平均MOS降级从0.32降低到了0.05。最大抖动也如预期从15ms降低到了5ms。这些结果表明在应用了AVC属性之后,语音呼叫的质量大大提高了。下图给出了一个清晰的说明。

图3应用AVC前后的MS Lync性能

我们的测试虽然不够详尽,但是证实了思科的应用可视化和控制特性在存在背景流量的无线网络中,在使用深度包检测区分流量和优先关键应用上非常有效,包括Citrix虚拟桌面接口和微软Lync语音呼叫。该测试平台的产品测试结果给我们留下了深刻的印象。接受Wi-Fi作为关键任务,实时应用的企业很可能将会发现AVC能够极大地提高这些应用的性能,同时只需要很小的管理负荷。下表概述了我们测试的所有发现。

MS Lync 2010
 
Citrix Xen Desktop 5.6
  部署AVC之前 部署AVC之后 变化   部署AVC之前 部署AVC之后 变化
微软文件传输数据速率(Mbps) 115 30 降低73.91% 微软文件传输数据速率(Mbps) 30 10 降低66.6%
平均MOS 3.92 4.2 改进7.14% 视频质量(FPS) 9 14 改进55%
最大抖动 15 5 改进66.67% 视觉MOS 优秀  
平均MOS降级 0.32 0.05 改进84.38%        

关于CCENT 新兴网络技术会聚中心(CCENT)是一个应用网络技术研究中心,坐落于雪城大学(Syracuse University)信息研究学院内。CCENT拥有超过15年的网络技术系统级测试经验,它的前身是网络计算机杂志的现实世界实验室。这个项目由实践的副教授Dave Molta监督,它管理着CCENT的无线测试平台。测试由一组雪城大学(Syracuse University)通信与网络管理专业的研究生实施。Nilesh Hirve是团队的队长,组员是Long Ren和Thomson Jacob。
[责任编辑:郑楠 zheng_nan@cnw.com.cn]