TRex学习之旅十

高级功能

• 大规模 - 每个核心支持大约 10-22 百万包每秒 (mpps)，可随核心数量扩展

• 支持 1、10、25、40 和 100 Gb/秒接口

• 每个接口支持多个流量配置文件

• Profile 可支持多流，可扩展至 10K 并行流

• 每个流支持：

  • 数据包模板 - 使用Scapy 构建任何数据包（包括格式错误）的能力（例如：MPLS/IPv4/Ipv6/GRE/VXLAN/NSH）

  • 现场引擎程序

    • 能够更改数据包内的任何字段（例如：src_ip = 10.0.0.1-10.0.0.255）

    • 能够更改数据包大小（例如：随机数据包大小 64-9K）

  • 模式 - 连续/突发/多突发支持

  • 速率可以指定为：

    • 每秒数据包数（例如：14MPPS）

    • L1 带宽（例如：500Mb/秒）

    • L2 带宽（例如：500Mb/秒）

    • 接口链接百分比（示例：10%）

  • 支持类似 HLTAPI 的配置文件定义

  • 动作 - 流可以触发流

• 交互式支持 - 快速控制台、GUI

• 每个接口的统计信息

• 在硬件中完成的每个流的统计信息

• 每个流的延迟和抖动

• 极快的自动化支持

  • Python 2.7/3.0 客户端 API

  • Python HLTAPI 客户端 API

• 多用户支持 - 多个用户可以同时与同一个 TRex 实例交互

• 路由协议支持——使用 BIRD 的 RIP/BGP/OSPF

流量配置文件示例

以下示例显示为连续、突发和多突发流量配置的三个流。

                                                                    图 1. 多流示例

IXIA IXExplorer 与 TRex

与 IXIA 相比，TRex 的功能有限，但有一些优势。下表总结了这些差异：

表 1. TRex 与 IXExplorer

线速	支持	10-24MPPS/核，取决于用例
多流	255	软件限制在 ~20K
数据包构建灵活性	有限的	Scapy - 无限	示例：支持 GRE/VXLAN/NSH。可以扩展到未来的协议。
包场引擎	有限的	无限
发送模式	连续/连发/多连发	连续/连发/多连发
ARP/IPv6 ND 仿真	支持	支持
DHCP 客户端仿真	支持	支持
可扩展的仿真框架	不	支持
自动化	TCL/Python 包装器到 TCL	本机 Python/Scapy
自动化速度秒	30 秒	1 毫秒	负载/启动/停止/获取计数器的测试
HLTAPI	全力支持。2000 页文档	有限的。20 页文档
每个流统计	具有 4 个全局掩码的 255 个流	82599/I350/X550 的 XL710/X710 硬件和软件 impl 的 128 条规则	某些数据包类型限制适用于 XL710/X710。软件模式可以扩展到32K规则。
延迟抖动	支持。纳秒级分辨率（基于硬件）	支持。微秒级分辨率（基于软件）
多用户支持	支持	支持
图形用户界面	很好	WIP、数据包生成器、现场引擎、全局端口统计、延迟、每个流统计。与 IXIA GUI 不同 - 有关详细信息，请参阅：trex-stateless-gui
思科 pyATS 支持	支持	支持- Python 2.7/Python 3.4
路由仿真	支持	支持

RPC 架构

TRex 控制平面核心中的 JSON-RPC2 线程提供对交互模式的支持。

                                                                 图 2. RPC 服务器组件

Layers：

• 控制传输协议：ZMQ 工作在 REQ/RES 模式。

• 控制传输协议之上的 RPC 协议：JSON-RPC2。

• 异步传输：ZMQ 工作在 SUB/PUB 模式（用于异步事件，如接口更改模式、计数器等）。

接口：

• 自动化 API：Python 是第一个实现 Python 自动化 API 的客户端。

• 用户界面：控制台使用 Python API 为 TRex 实现用户界面。

• GUI ：GUI 工作在 JSON-RPC2 层之上。

Rex 接口的控制

• 许多用户可以从不同的界面一起控制单个 TRex 服务器。

• 用户独家获得单独的 TRex 接口。示例：两个用户控制一个 4 端口的 TRex 服务器。用户A获取接口0和1；用户 B 获取接口 3 和 4。

• 只有一个用户界面（控制台或 GUI）可以对特定界面进行读/写控制。这可以在客户端核心中缓存 TRex 服务器接口信息。示例：用户 A 有两个获取的接口，一次只能有一个读/写控制会话。

• 用户可以在单个接口上设置多个只读客户端——例如，用于监控接口上的流量统计。

• 处于读写模式的客户端可以实时获取统计信息（使用 ASYNC ZMQ）。这可以同时通过多个用户界面（控制台和 GUI）查看统计信息。

同步

• 客户端与 TRex 服务器同步以获取连接时间的状态，并在状态更改后将服务器信息缓存在本地。

• 如果客户端崩溃或退出，它会在重新连接后再次同步。

                                                           图 3. 多个用户，每个界面

有关 TRex RPC 服务器的详细信息，请参阅RPC 规范。

RPC 架构亮点

RPC 架构提供以下优点：

• 与 TRex 服务器的快速交互。加载、启动和停止接口的配置文件非常快 - 大约 2000 个周期/秒。

• 利用 Python/ Scapy构建数据包/字段引擎。

• HLTAPI 编译器复杂性在 Python 中处理。

TRex 对象

 

• TRex：每个 TRex 实例都支持许多接口。

• 接口：每个接口支持一个或多个流量配置文件。

• 流量配置文件：每个流量配置文件支持一个或多个流。

• 流：每个流包括：

  • 数据包：数据包模板最大 9 KB

  • 字段引擎：确定要更改的字段以及是否更改数据包大小

  • Mode：指定如何发送数据包：Continuous/Burst/Multi-burst

  • Rx Stats：为每个流收集的统计信息

  • 速率：速率（每秒数据包或带宽）

  • 操作：指定当前流完成时要遵循的流（对连续或突发模式有效）

有状态与无状态

TRex 无状态支持支持基本的 L2/L3 测试，主要与交换机或路由器相关。在无状态模式下，可以使用一个数据包模板定义流，定义程序以更改数据包中的任何字段，并以下列模式之一运行流：

• 连续的

• 爆裂

• 多突发

无状态模式不支持学习 NAT 转换，因为没有流/客户端/服务器的上下文。

• 在有状态模式下，基本构建块是流/应用程序（由许多数据包组成）。

• 无状态模式更加灵活，使您能够定义任何类型的数据包，并构建一个简单的程序。

表 2. 特性：有状态与无状态

特征	有状态的	无状态
每个流状态	支持	不支持
NAT	支持	不支持
隧道	支持一些	支持
L7 应用仿真	支持	不
任何类型的数据包	不支持	支持
延迟抖动	全局/每个流	每个流

TRex 包文件夹

Location	Description
/	t-rex-64/dpdk_set_ports/stl-sim
/stl	无状态本机 (py) 配置文件
/stl/hlt	无状态 HLT 配置文件
/ko	DPDK 的内核模块
/external_libs	服务器/客户端使用的 Python 外部库
/exp	用于单元测试的黄金 PCAP 文件
/cfg	配置文件示例
/cap2	有状态的配置文件
/avl	有状态配置文件 - SFR 配置文件
/automation	有状态和无状态的 Python 客户端/服务器代码
/automation/regression	无状态和有状态的回归
/automation/config	回归设置配置文件
/automation/trex_control_plane/interactive/trex	无状态库和控制台
/automation/trex_control_plane/interactive/trex/stl	无状态库
/automation/trex_control_plane/interactive/trex/examples/stl	无状态示例

使用无状态模式模仿有状态模式

无状态模式可以模仿有状态模式的部分功能，但不是全部功能。例如，您可以将数据包数量作为流的链接加载一个 PCAP：
a→b→c→d→ back to a
然后您可以为每个流创建一个程序来更改：
src_ip=10.0.0.1-10.0.0.254
这会产生类似于有状态模式的流量，但基础完全不同。

如果您感到困惑，您可能需要无状态。:-)

有状态模式下模拟无状态流量

使用此功能，您可以“重复”流并创建无状态的、类似于IXIA的流。在注入 定义的流数后limit，TRex 重复相同的流。如果所有模板都具有limitCPS 将在一段时间后为零，因为在第一次迭代后没有新流。

IMIX 支持：

例子：

[bash]>sudo ./t-rex-64 -f cap2/imix_64.yaml  -d 1000 -m 40000  -c 4 -p

-p 在这里用于从两个接口发送客户端数据包。（通常仅从客户端端口发送。）使用此选项，端口由客户端 IP 选择。一个流的所有数据包都是从同一个接口发送的。这可能会产生路由问题，因为客户端的 IP 将从服务器接口发送。PBR 路由器配置解决了这个问题，但不能在所有情况下都使用。因此请谨慎使用此-p选项。

imix_64.yaml

  cap_info :
     - name: cap2/udp_64B.pcap
       cps   : 1000.0
       ipg   : 10000
       rtt   : 10000
       w     : 1
       limit : 1000      

说明：

1、在循环中重复流，从该类型生成 1000 个流。在此示例中，udp_64B 仅包含一个数据包。

cap文件“cap2/udp_64B.pcap”只包含一个64B的包。此配置文件创建 1000 个流程，这些流程将按如下方式重复： f1 、 f2 、 f3 ...。f1000 , f1 , f2 ... 其中 PPS == CPS for -m=1。在这种情况下，对于 -m==1，它的 PPS=1000 秒。可以混合使用无状态模板和有状态模板。

Imix YAML cap2/imix_fast_1g.yaml示例

- duration : 3
  generator :
          distribution : "seq"
          clients_start : "16.0.0.1"
          clients_end   : "16.0.0.255"
          servers_start : "48.0.0.1"
          servers_end   : "48.0.255.255"
          clients_per_gb : 201
          min_clients    : 101
          dual_port_mask : "1.0.0.0"
          tcp_aging      : 0
          udp_aging      : 0
  mac        : [0x0,0x0,0x0,0x1,0x0,0x00]
  cap_info :
     - name: cap2/udp_64B.pcap
       cps   : 90615
       ipg   : 10000
       rtt   : 10000
       w     : 1
       limit : 199
     - name: cap2/udp_576B.pcap
       cps   : 64725
       ipg   : 10000
       rtt   : 10000
       w     : 1
       limit : 199
     - name: cap2/udp_1500B.pcap
       cps   : 12945
       ipg   : 10000
       rtt   : 10000
       w     : 1
       limit : 199
     - name: cap2/udp_64B.pcap
       cps   : 90615
       ipg   : 10000
       rtt   : 10000
       w     : 1
       limit : 199
     - name: cap2/udp_576B.pcap
       cps   : 64725
       ipg   : 10000
       rtt   : 10000
       w     : 1
       limit : 199
     - name: cap2/udp_1500B.pcap
       cps   : 12945
       ipg   : 10000
       rtt   : 10000
       w     : 1
       limit : 199

- duration : 3
  generator :
          distribution : "seq"
          clients_start : "16.0.0.1"
          clients_end   : "16.0.0.255"
          servers_start : "48.0.0.1"
          servers_end   : "48.0.255.255"
          clients_per_gb : 201
          min_clients    : 101
          dual_port_mask : "1.0.0.0"
          tcp_aging      : 0
          udp_aging      : 0
  mac        : [0x0,0x0,0x0,0x1,0x0,0x00]
  cap_info :
     - name: cap2/udp_64B.pcap
       cps   : 90615
       ipg   : 10000
       rtt   : 10000
       w     : 1
       limit : 16666
     - name: cap2/udp_576B.pcap
       cps   : 64725
       ipg   : 10000
       rtt   : 10000
       w     : 1
       limit : 16666
     - name: cap2/udp_1500B.pcap
       cps   : 12945
       ipg   : 10000
       rtt   : 10000
       w     : 1
       limit : 16667
     - name: cap2/udp_64B.pcap
       cps   : 90615
       ipg   : 10000
       rtt   : 10000
       w     : 1
       limit : 16667
     - name: cap2/udp_576B.pcap
       cps   : 64725
       ipg   : 10000
       rtt   : 10000
       w     : 1
       limit : 16667
     - name: cap2/udp_1500B.pcap
       cps   : 12945
       ipg   : 10000
       rtt   : 10000
       w     : 1
       limit : 16667

以下简单模拟示例包括 3 个流程，CPS=10。

$more cap2/imix_example.yaml
#
# Simple IMIX test (7x64B, 5x576B, 1x1500B)
#
- duration : 3
  generator :
          distribution : "seq"
          clients_start : "16.0.0.1"
          clients_end   : "16.0.0.255"
          servers_start : "48.0.0.1"
          servers_end   : "48.0.255.255"
          clients_per_gb : 201
          min_clients    : 101
          dual_port_mask : "1.0.0.0"
          tcp_aging      : 0
          udp_aging      : 0
  mac        : [0x0,0x0,0x0,0x1,0x0,0x00]
  cap_info :
     - name: cap2/udp_64B.pcap
       cps   : 10.0
       ipg   : 10000
       rtt   : 10000
       w     : 1
       limit : 3                           1

说明：

1、流数：3

[bash]>./bp-sim-64-debug -f cap2/imix_example.yaml  -o my.erf -v 3 > a.txt

                                               表. IMIX 示例限制 = 3

• 平均 CPS：每秒 10 个数据包（3 秒内 30 个数据包）。

• 配置文件中指定的总共 3 个流。

• 如配置文件中指定的那样，流以突发形式出现。