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无线网络技术性能评估--思科无线网络的高可用性

摘要:思科与雪城大学的新兴网络技术融合中心执行的系统测试,验证了思科HA基于状态的转换(SSO)在无线控制器故障切换时能够迅速恢复无线局域网服务。测试表明较早期版本,可以减少92%到98%的应用停机时间,总时长不到一秒钟,相对早期故障切换服务有显著改善。

作者:csc-china | 2013年11月08日

关键字:思科 无线 Wi-Fi HA 无线控制器

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概要
显著发展的无线网络在移动设备领域扮演者越来越重要的角色,将Wi-Fi推动为网络的首要接入方式。越来越多的企业网络,特别是像医疗这样的关键性任务网络不容许有一点闪失。这些趋势正在推动CIO和网络管理者考虑更高服务水平和更大弹性的网络。无线网络供应商需要通过实现新的功能,更智能的无线网络,来解决这些问题,它能够优先考虑关键任务流量和组件故障后的动态恢复。高可用性(HA)服务并不是新的话题。网络供应商一直支持关键HA功能,包括动态射频RF管理,消除无线接入点的故障和干扰带来的问题,以及当主无线控制器失败时,无线接入点动态切换到备份的无线控制器。然而,尽管第一代故障切换机制将服务中断时间从数小时减少到几分钟,但是并未能满足用户透明性的测试。在无线接入点故障切换到备份无线控制器后,应用程序经常超时,以及用户通常被迫重新认证。为了满足服务标准,企业和其他垂直行业需要更复杂的故障切换服务,它本身必须是有状态的,拥有无法察觉的延迟,保证用户在网络访问时完整的恢复应用程序会话。


思科与雪城大学中心的新兴网络技术融合(CCENT)中心(一个应用技术研究实验室,它拥有15年的Wi-Fi产品测试经验)执行了一个系统测试,包括数个应用程序在HA倒换之前/之后的基准测试。我们使用最新的无线局域网控制器(WLC)软件(代码版本7.5.1.43),该版本包括了新的无线控制器故障切换功能,称为基于状态的客户端切换(客户端SSO)。我们在无线测试平台上测试了这个新服务,使用了包括思科5508无线局域网控制器和思科AIR-2602i 无线接入点等设备。客户端SSO代表思科统一无线网络访问架构中的一个HA服务演进。多年来,思科支持无线接入点无状态故障恢复到备份控制器。2012年8月,他们引入了有状态无线接入点故障切换功能来加快故障切换过程,同时大多数应用程序会在3到4秒内恢复,客户端状态不需要维护并需要重新关联。无线控制器v7.5版本承诺不仅支持无线接入点的有状态切换,还支持客户端的有状态切换。这个新的客户端SSO服务在后台实时的将无线接入点和无线客户端的状态信息从主无线控制器复制到辅助无线控制器的内存中。承诺在主无线控制器故障时,应用程序的宕机事件是察觉不到的。以前3-4秒的故障时间只会持续几毫秒。


关键测试结果:
1. 对时间敏感的应用如微软Lync,Citrix VDI和Adobe Connect,在无线控制器故障的情况下只有察觉不到的很短的宕机时间。
2. 无线控制器v7.5版本中故障切换时间比v7.4减少了98%,v7.4只支持无线接入点的有状态切换。
3. 无线控制器v7.5版本的故障切换时间比v7.2减少了99%,v7.2只支持无状态切换。


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,和思科无线网络组(WNG)的技术代表一起在我们实验室的无线测试平台上配置思科新的故障转移服务。测试平台包括启用了故障切换的思科无线网络基础设施和一系列用来评估故障切换服务的典型企业应用服务。我们将测试重点放在三个常用的企业应用程序 - Citrix XenDesktop 5.6 VDI,微软Lync 2010,Windows通用互联网文件系统(CIFS)。我们也使用Adobe Connect来评估教育应用程序,使用思科7921G电话评估VoIP电话应用。我们使用在线时间统计来测试应用停机时间,它允许我们以毫秒为单位衡量应用程序响应时间。一旦我们检测到应用程序停止工作,计时器就开始计时,当程序开始工作后计时器停止计时。此外,我们也使用ping工具来精确地记录客户端会话丢失的时间。为了以更细的粒度来评估客户端SSO,ping包之间的间隔设置为100毫秒,因此我们能通过计算丢失ping包的数量乘以100毫秒来衡量系统恢复时间。


为了确保准确的测量,将测试平台与大学的有线和无线系统隔离开来。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)。为了测试Adobe connect,我们从雪城大学的网络访问这些服务,通过我们测试平台的两个无线客户端间建立和测试视频协作会话。所有的测试都是在Macbook Pro和戴尔Latitude6430笔记本电脑上进行的,配备3个空间流能力的802.11n网络适配器。在我们的测试中,这两个客户机类型之间没有任何差异。网络配置使用基于RADIUS服务器的WPA2企业和PEAP认证。报告中所有的测试结果都使用戴尔笔记本电脑。所有性能测试发生在希德大厅的二楼,雪城大学信息研究学院的家,是一个典型的企业工位办公室(在CCENT实验室内)。

无线网络技术性能评估--思科无线网络的高可用性
图1 网络测试平台拓扑


测试应用
PING
PING是一种无状态的流量,标明一个网络故障多久。其他所有的应用程序是有状态的,因此在测试中我们记录每个应用程序在多久后恢复会话。为了获得一个毫秒级Ping的视图,我们采用了Fping工具,它运行在命令提示符下,允许用户调整Ping的间隔时间,ICMP数据包的长度和更多选项。我们修改了工具来显示连续Ping,到网关的Ping间隔时间为100毫秒,精确测量网络流量的故障切换时间。
Syntax: >Fping.exe <Gateway IP address> -t 100(milliseconds) -c (continuous)


微软 Lync 2010
为了评估典型的企业统一通信系统,我们选择了微软Lync 2010进行SSO测试。这包括微软Lync语音和视频通话。


思科 VoIP Phone
与传统的PBX系统相比,企业和行业的趋势是购买灵活,性价比高的IP语音系统作为内部和外部网络的通信方式。在思科ISR 2811路由器上安装Call Manager Express 4.1版本后,我们在有线网络中连接一个思科7960 IP电话(SCCP固件文件版本7.x),在无线网络中安装思科7921G无线IP电话(SCCP固件文件版本8.x),使用PEAP认证协议。然后,我们开始在这两款手机之间建立通话来测试故障切换。


Citrix XenDesktop
作为一种远程交付的应用程序服务,Citrix XenDesktop在企业中越来越受欢迎。它为用户提供了与位置和设备无关的安全虚拟桌面和应用程序服务。作为一个网络密集型服务,它对性能问题高度敏感。为了测试此应用程序的故障切换时间,我们配置一个无线客户端,它在Citrix VDI会话中串流高清1080P的视频。


Windows文件传输
企业无线网络中电脑之间的文件传输非常常见。在该测试中,我们配置了一个无线客户端来从vCenter服务器(通过有线连接到交换机)共享文件夹复制一个40 GB文件。连续文件转移之间发生在同一网络的无线客户端。


结果
下面的表格和图显示了在主无线控制器故障时应用程序的停机时间以及客户端的Ping包丢失,主无线控制器使用三个软件代码版本来测试,评估不同类型的故障恢复机制的效果。

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图2.思科无线控制器不同版本上的应用停机时间性能

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*这些呼叫被丢弃了,并且一直没有恢复。
表1. 思科无线控制器不同版本上的应用停机时间性能


结论
我们此次的性能测试验证了思科HA基于状态的转换(SSO)在无线控制器故障切换时能够有效的迅速恢复无线局域网服务。测试表明相比之前的产品版本,我们可以减少92%到98%的应用停机时间。可测量的应用程序停机时间总是不到一秒钟,相对早期故障切换服务是一个显著的改善。

 无线网络技术性能评估--思科无线网络的高可用性

企业Wi-Fi系统越来越成熟和完善,采用更复杂的结构,从而提高安全、管理、性能和弹性。思科专注于通过增强的SSO产品来改善应用程序故障切换时间,这代表网络背后的一个改进,大多数网络管理人员希望他们从不经历网络宕机。这象征着无线网络服务的演进。最简单的问题已经解决,允许思科和其他厂商专注于更微妙的改进,让企业的无线网络提供与传统有线网络相同的高可用性。


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。

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文章评论
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wwy: 不错,值得一看。
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2014-01-14 09:28:10
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