Muskelpaket mit kleinen Macken

Durchsatz erreicht fast das Optimum

Bei den Tests ging es uns um die reine Leistung. Vorhandene Extras wie Autonegotiation, Flow Control oder Spanning-Tree-Funktion waren deshalb ausgeschaltet. Auch weitergehende Fähigkeiten des Switches wie Port Trunking haben wir an dieser Stelle nicht überprüft. Im Mittelpunkt der Messungen standen die Switching-Performance der Fast-Ethernet- und Gigabit-Ethernet-Schnittstellen. Zu diesem Themenkomplex gehören Durchsatz- und Latenzzeitmessungen in unterschiedlichen Konfigurationen. Außerdem haben wir uns angesehen, wie das Gerät mit VLANs umgeht.

Einen ersten Anhaltspunkt für die Leistung eines Geräts liefert der Durchsatz in einer One-to-One-Konfiguration. Dabei wird ein Datenstrom mit der theoretischen Maximalleistung vom Testgenerator zu einem Eingangsport des Geräts geleitet und von dort zu einem Ausgangsport weitergeswitcht, der seinerseits mit einem Messgerät verbunden ist. Die Messung wird mit jedem der üblichen Datenpaketgrößen wiederholt. So lässt sich erkennen, ob das Gerät in dieser Hinsicht bestimmte "Vorlieben" aufweist. Wir führten den Test mit zehn Schnittstellenpaaren im Fast-Ethernet-Bereich durch, insgesamt waren also 20 Fast-Ethernet-Ports involviert. In einem zweiten Durchlauf wiederholten wir diese Messungen mit vier Gigabit-Ethernet-Ports. Das Ergebnis ist sehr ordentlich.

Die Fast-Ethernet-Module weisen nahezu ideale Werte auf; lediglich bei der Paketgröße 128 Byte verlor der Prüfling in minimalem Umfang Daten. Nicht ganz so positiv, aber immer noch zufriedenstellend, die Leistung über die Gigabit-Ports: Bei 64-Byte-Paketen "vergaß" der Switch knapp zehn Prozent der Daten, kam also nicht ganz auf die Maximalleistung.

Gute Werte erreichte der Optiswitch-800F bei der Messung der Latenzzeiten: Sowohl im Fast-Ethernet-Bereich als auch über die Gigabit-Ethernet-Ports blieb die Verzögerungszeit unterhalb der kritischen Schwelle von 500 Mikrosekunden, meist sogar deutlich. Das gilt auch für Messungen mit maximaler Netzlast. Einen Ausreißer leistete sich der Switch lediglich bei 128-Byte-Paketen über die Gigabit-Strecke: Hier erreichte er einen untypischen Wert von 308 Mikrosekunden. Eine kritische Marke wird damit aber nicht tangiert.

Voll zur Sache geht es beim "Many-to-Many"-Durchsatztest. Hier muss der Switch von jedem seiner Ports mit Volllast Unicast-Datenströme an alle anderen Ports senden und gleichzeitig von ihnen empfangen; diese Konfiguration wird als "fully meshed" bezeichnet. Involviert waren wiederum 20 Fast-Ethernet- und vier Gigabit-Ports. Die Leistung im Fast-Ethernet-Bereich ist absolut untadelig - der Switch verlor hier maximal 0,03 Prozent der Daten. Im Gigabit-Sektor zeigte er jedoch wiederum leichte Schwächen: Während er mit Paketen mittlerer Größe keine Probleme hatte, verlor er bei kleinen Paketen (64 Byte) in geringfügigem Umfang Daten, bei großen Paketen (1024 Byte und größer) etwas mehr.

Besonders hohe Anforderungen an die Verarbeitungskapazität eines Switches stellen Broadcast-Daten. Das sind Daten, die nicht an eine spezifische Adresse gerichtet sind, sondern alle Knoten innerhalb einer Broadcast-Domain ansprechen sollen. Wenn man unser Testgerät mit solchen Datenströmen traktierte, machte es ziemlich schnell dicht. Es verlor dann bei großen Paketen 61,9 Prozent der Daten, bei kleineren sogar bis zu 87 Prozent.

Allerdings ist das nicht unbedingt als Manko zu sehen - die meisten marktgängigen Geräte begrenzen bei Broadcast den Durchsatz auf noch niedrigere Werte. Allerdings lässt sich die Schwelle bei den meisten Konkurrenten durch den Administrator einstellen; es wäre zu wünschen, dass der Hersteller diesem Beispiel folgt. In der Praxis kommen solche gewaltigen Broadcast-Stürme, wie wir sie mit unserem Messgerät entfacht haben, ohnehin nicht vor - und wenn, dann ist es ein Alarmsignal, dass mit dem Netz etwas nicht stimmt.

Ähnlich interessant für den Benutzer ist der "Many-to-One"-Durchsatz: Der Fall, dass mehrere Fast-Ethernet-Ports Datenpakete zu den Gigabit-Ports durchschalten, dürfte in der Praxis sehr häufig auftreten. Das ist etwa dann der Fall, wenn eine Arbeitsgruppe über einen Switch an ein Backbone angeschlossen ist.

Da ein Gigabit-Port theoretisch die zehnfache Last verkraftet wie ein Fast-Ethernet-Port, leiteten wir zehn Fast-Ethernet-Datenströme über die entsprechende Anzahl von Schnittstellen über die interne Switchlogik auf einen Gigabit-Port. Der Übergang von Fast-Ethernet zu Gigabit-Ethernet ist ein Bereich, in dem nicht wenige Produkte am Markt deutliche Schwächen aufweisen. Nicht so der Optiswitch-800F: Nur bei der kleinsten Paketgröße (64 Byte) leistete sich der Testkandidat eine nennenswerte Schwäche; er erreichte nur 87,5 Prozent der maximalen Leistung. Bei 128 Byte kam er schon auf 98,3 Prozent, und bei größeren Paketen verlor das Gerät keinerlei Daten mehr.

Da uns zum Test zwei identisch bestückte Geräte zur Verfügung standen, konnten wir auch eine Variante dieser Konfiguration testen: Wir koppelten die beiden Switches über ihre jeweiligen Gigabit-Schnittstellen aneinander, ansonsten entsprach die Testanordnung der des Many-to-One-Tests. Diese Anordnung zeigt, wie sich zwei Switches verhalten, die über einen Backbone miteinander Daten austauschen.

Aufgrund der Ergebnisse des vorangegangenen Many-To-One-Tests waren moderate Einbrüche bei den Paketgrößen 64 und 128 Byte zu erwarten. Die Messungen bestätigten diese Annahme.

Allerdings registrierten wir auch bei anderen Paketgrößen leichte Verluste; sie waren mit 4,47 Prozent bei 1518-Byte-Paketen noch am stärksten ausgeprägt. Bildet man den Durchschnitt aus allen Paketgrößen, so ergibt sich ein Durchsatz von 96,6 Prozent des theoretischen Maximums - in der Schule gäbe das eine "Eins minus".