با وجود توسعه سخت‌افزارهای جدیدی که خدمات اتصال بی‌سیم دارند، سریع‌ترین فن‌آوری‌های بی‌سیم نیز نمی‌توانند با سریع‌ترین شبکه‌های سیمی رقابت کنند. در حقیقت علی‌رغم این موضوع استفاده از شبکه‌های کامپیوتری هر ساله رشد بسیاری داشته است و لزوم توجه به به‌کارگیری زیرساخت‌های مناسب از ضروریات توسعه آن‌ها در هر مکانی است. یکی از مهم‌ترین اجزایی که در طراحی و پیاده‌سازی منطقی یک شبکه کامپیوتری مورد توجه ویژه است، به‌کارگیری سوییچ شبکه مناسب است. یک سوئیچ شبکه خوب مبتنی بر فناوری اترنت عملکرد فوق‌العاده‌ای را با در اختیار قرار دادن قابلیت‌های موردنیاز برای ایجاد شبکه‌هایی قوی در خانه، سازمان و کسب‌وکار کوچک شما فراهم می‌کند. تست سوئیچ های شبکه یکی از راه های مناسب برای انتخاب بهترین گزینه است.

سوئیچ‌های شبکه در انواع مختلفی از قبیل سوئیچ‌های مدیریتی، سوییچ‌های غیر مدیریتی تا انواع هوشمند مجهز به اترنت و سایر اشکال دارای فناوری پیشرفته در بازار یافت می‌شوند. روش‌های بسیاری برای مقایسه و تطابق سوئیچ‌ها با سخت‌افزار موجود شبکه وجود دارد، اما بر اساس بررسی‌های انجام گرفته ، مهم‌ترین معیار در خصوص انتخاب بهترین نوع سوییچ شبکه قابلیت عملکرد و زمان پاسخ‌دهی آن است. مطالعات انجام گرفته در خصوص سوییچ شبکه  که در این مقاله بصورت خلاصه به آن پرداخته می‌شود، بر مبنای مقایسه عملکرد انواع مختلف سوئیچ‌های شبکه موجود در بازار در پیک عملکردی تجهیزات متصل است. به‌منظور تولید نتایج ملموس و نزدیک به واقعیت کلیه آزمایش‌ها در شرایطی بسیار نزدیک به شرایط عملکرد واقعی سوییچ شبکه انجام پذیرفته است.

مشخصات دستگاه‌های مورد استفاده در آزمایش‌های سوئیچ شبکه

برای تعیین مشخصات فنی سوئیچ شبکه ، از دستگاه‌هایی به شرح  مشخصات زیر استفاده شد.

1.Test Bench: سیستم سخت افزار مرجع
2.Test NUC: Intel NUC5i7RYH
3. CPU: Intel Core i7-5557U
Graphics: Intel Iris Graphics 6100
Memory: 16GB Crucial CT102464BF186D DDR3L-1600 (2x 8GB)
Networking: Intel Dual-Band Wireless (AC7265 2×2 Wi-Fi + Bluetooth 4.0)
4.Test Server: AS Rock Vision X 471D
CPU: Intel Core i7-4712MQ
Graphics: AMD Radeon R9 M270X (1GB GDDR5)
Memory: 8GB ASint SSA304G08-EGN1B DDR3-1600 (2x 4GB)
Networking: Azure Wave AW-CE123H 802.11b/g/n/ac + Bluetooth 4.0
5.Test Laptop: Sony VAIO SVS13112FXS
CPU: Intel Core i5-3210M
Graphics: Intel HD Graphics 4000
Memory: 2GB Hynix HMT325S6CFR8A-H9 DDR3L-1333
Networking: Intel Centrino Advanced-N 6235 802.11a/g/n 2×2 dual-band Wi-Fi + Bluetooth 4.0

متدولوژی و روش انجام کار

بررسی‌های انجام گرفته به‌منظور آزمایش، سوییچ شبکه بر اساس چهار حالت مختلف اتصال نقطه به نقطه، اتصال دوسویه، تداخل شبکه و زمان پاسخ‌دهی مورد بررسی قرار گرفت. در کلیه مطالعات از نرم‌افزار Ixia’s IxChariot جهت اندازه‌گیری توان خروجی و زمان پاسخ‌دهی بین دستگاه‌ها استفاده شد.

در ابتدای مطالعات، یک تست کنترل مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. تست کنترل آزمایشی است که در آن پارامترهای متغیر لحاظ نشده‌اند. در این حالت، تست کنترل آزمایش مستقیم کابل است که در آن هیچ سوئیچ اترنت درگیر نیست. میزان عملکرد خروجی سوییچ شبکه از طریق اتصال نقطه به نقطه بین سرور ASRock VisionX و لپ‌تاپ Sony Vaio اندازه‌گیری شد.

با استفاده از نرم‌افزار IxChariot و آدرس IP کامپیوتر، یک جفت نقطه پایانی ایجاد شد، سرور ASRock Vision X به‌عنوان نقطه پایانی شماره 1 و Sony VAIO به‌عنوان نقطه پایانی شماره 2 در نظر گرفته شد. یک اسکریپت با هدف اندازه‌گیری خروجی اترنت گیگا بیت انتخاب شد. همان اسکریپت نیز برای آزمایش‌های نقطه به نقطه، دوسویه و تداخل استفاده شد. سایر تنظیمات بدون تغییر حفظ شد.

در نرم افزار، در تب RUN گزینه Run for a fixed duration بر روی زمان یک دقیقه تنظیم شد. تست کنترل و سایر آزمایش‌های بعدی نیز بر مبنای زمان یک دقیقه اجرا شد.

پس از پایان آزمایش، خروجی توان، میزان حداقل، حداکثر و متوسط سرعت سوئیچ را نشان می‌دهد. در نمودار خطی زیر عملکرد سوییچ شبکه در هر نقطه برحسب زمان ارائه شده است. در بخش‌های بعدی این داده‌ها با نتایج حاصل از اتصال نقطه به نقطه، دوسویه و آزمایش تداخل مقایسه خواهند شد.

اتصال نقطه به نقطه

اولین متغیر متریک آزمایش توان خروجی نقطه به نقطه TCP است که توان خروجی را از یک نقطه انتهایی به دیگری اندازه‌گیری می‌کند. این آزمایش همانند تست کنترل است، اما با استفاده از سوئیچ شبکه تحت آزمایش شرکت آونگ انجام می‌شود. همانند تست کنترل، اجزای فعال عبارت‌اند از سرور ASRock VisionX و لپ‌تاپ سونی VAIO. دو کامپیوتر دیگر آفلاین و از مدار خارج هستند.

تصویر بالا نتایج حاصل از نرم‌افزار IxChariot را نشان می‌دهد. در این اتصال نقطه به نقطه، شما می‌توانید تفاوتی اندک اما واضح را بین خروجی حاصل از تست کنترل و خروجی سوئیچ شبکه تحت آزمایش مشاهده نمایید. تفاوت دلتایی موجود در این نمودار قابل توجه نیست؛ علاوه بر این اضافه کردن یک سوئیچ همانند یک پل برای انتقال اطلاعات از سرور عمل می‌کند؛ این حالت مصداق این مثال است که یک عابر تنها بر روی یک پل خالی با مقاومت زیادی به هنگام عبور از آن مواجه نمی‌شود؛ به همین ترتیب نیز، در جریان داده‌‌های مورد سنجش مانعی برای آزمایش وجود ندارد.

اتصال دوسویه

روش دیگر تست سوئیچ های شبکه اتصال دو سویه است. آزمایش توان خروجی از سرور به لپ‌تاپ (و بالعکس) در یک سوئیچ شبکه، ترافیک شبکه بیشتری را به نمایش می‌گذارد و باعث افزایش توان متوسط خروجی می‌شود. همان‌طور که در آزمایش پیشین، یک جفت اتصال یعنی سرور به‌عنوان نقطه پایانی اول و لپ‌تاپ به‌عنوان نقطه پایانی دوم در نظر گرفته شد، در سنجش بعدی جفت دومی در IxChariot با استفاده از لپ‌تاپ به‌عنوان نقطه پایان شماره 1 و ASRock VisionX به‌عنوان نقطه پایان شماره 2 ایجاد شد.

بررسی نمودار توان خروجی این نوع اتصال با استفاده از نرم‌افزار، ترافیک بیشتری را در سوئیچ شبکه نشان می‌دهد. همان‌طور که در شکل مشخص است، در سراسر صفحه نمودار توان خروجی پایینی مشاهده می‌شود. در مثال نمادین ارائه شده برای پل در آزمایش قبلی، این وضعیت همانند عبور دو عابر از یک پل است. بسته به نوع ساخت پل، دو عابر ممکن است شانه به شانه یکدیگر از پل عبور کنند، با یکدیگر برخورد کنند و یا به‌راحتی از یکدیگر عبور کنند.

آزمایش تداخل شبکه

این آزمایش ترافیک بیشتری را در سوئیچ شبکه تولید می‌کند. نتایج نشان‌دهنده سطح عملکردی است که می‌توانید در یک محیط واقعی انتظار داشته باشید. علاوه بر آن کلیه سوییچ‌های شبکه طوری طراحی می‌شوند که دستگاه‌های متعددی به آن‌ها متصل شوند. در این آزمایش هدف اعمال فشار بر هر یک از سوئیچ‌ها از طریق افزایش بار وارده است. افزایش ترافیک در یک میزان قابل اندازه‌گیری، امکان بررسی چگونگی عملکرد سوییچ شبکه با دو، سه، چهار و یا بیشتر دستگاه متصل را فراهم می‌کند.

در این آزمون، اتصالات به سه جفت تست بنچ به NCU، NCU به سرور و سرور به لپ‌تاپ تقسیم می‌شوند.

مصداق این آزمون همانند عبور تعداد مسافران بیشتر با مقصد‌های مختلف از پل است که تماس آن‌ها با یکدیگر باعث کاهش سرعتشان می‌شود. اضافه کردن اتصالات بیشتر به سوئیچ شبکه موجب کاهش توان کل خروجی می‌شود. برقراری اتصالات دوگانه خاص مانند اینتل NUC به سرور، در آزمایش‌های مختلف، توان‌های خروجی پایین‌تر از متوسط، حداقل و حداکثر را نشان داد. می‌توان این‌گونه تصور کرد که اگر پل مورد مثال بزرگ‌تر و محکم‌تر باشد، برخورد و تداخل نیز کمتر خواهد بود. بر این مبنا یک سوییچ شبکه مورد استفاده در بخش تجاری به نحوی طراحی می‌شود که قابلیت تحمل ترافیک‌های بالا ناشی از اتصال دستگاه‌های متعدد را داشته باشد.

آزمایش زمان پاسخ‌دهی سوئیچ شبکه

آزمایش زمان پاسخ‌دهی نسبت به سایر آزمایش‌های سوئیچ شبکه کمی متفاوت است. در این حالت نیز همانند روش آزمایش اتصال نقطه به نقطه، یک جفت اتصال بین سرور ASRock VisionX و لپ‌تاپ Sony VAIO ایجاد شد. سپس مدت زمان کارکرد سیستم بر روی یک دقیقه تنظیم شد. تنها تفاوت این است که از یک اسکریپت متفاوت برای اندازه‌گیری زمان پاسخ‌دهی سوئیچ استفاده شد.

پس از اتمام آزمایش، این پیام خطا ظاهر می‌شود: «درصورتی‌که نتایج پایین‌تر از 20 میلی‌ثانیه باشند، زمان واکنش توسط IxChariot قابل نمایش نیست» برای تعین نتایج آزمایش، در نرم‌افزار به‌جای تب Response Time تب Transaction Rate انتخاب می‌شود. در این حالت متوسط تراکنش به دست می‌آید. برای پیدا کردن زمان پاسخ، از معادله زیر استفاده می‌شود:

(میانگین نرخ تراکنش / 1) x 1000 = زمان پاسخ

هر اندازه که زمان تراکنش پایین‌تر باشد، زمان پاسخ‌دهی نیز سریع‌تر خواهد بود.

در این نمونه میانگین تراکنش 435/3437 است. از حاصل تقسیم 1 به این عدد و ضرب آن در عدد 1000 زمان پاسخ 291/0 میلی‌ثانیه به دست می‌آید.

همان‌طور که مشخص است زمان پاسخ سوییچ شبکه بسیار اندک و کمتر از یک میلی‌ثانیه است. در این حالت تفاوت ملموسی از یک مدل به مدل دیگر قابل درک نیست؛ اما دانستن این موضوع که سوئیچ شبکه تا چه اندازه سریع عمل می‌کند، به شما کمک می‌کند که بهترین نوع را بر حسب هزینه‌ای که برای خرید آن صرف می‌کنید انتخاب نمایید.

سخن آخر

همان‌طور که پیش از این ذکر شد، مدل‌های مختلفی از سوئیچ شبکه در بازار وجود دارد که هر سازنده بر حسب ویژگی‌های شاخص هر نوع، آن‌ها را به فروش می‌رسانند. ممکن است در آزمایش های مختلف به بررسی پارامترهای مختلف پراخته شود، ما در این مقاله سعی کردیم به بررسی برخی از این عوامل شاخص بپردازیم .