網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)能減排測(cè)試介紹

　　在節(jié)能環(huán)保的重要性日益凸顯的今天，IT系統(tǒng)節(jié)能測(cè)試被迅速推向前臺(tái)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)呼之欲出。如何制定更合理的節(jié)能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)？如何更科學(xué)地設(shè)計(jì)和控制測(cè)試流程？近幾年，思博倫通信測(cè)試服務(wù)部門(mén)定制化的綠色功耗解決方案已經(jīng)為諸多運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商和大型國(guó)有檢測(cè)部門(mén)完成了許多相關(guān)測(cè)試，為標(biāo)準(zhǔn)的制定、行業(yè)測(cè)試方法學(xué)的出臺(tái)做出重要貢獻(xiàn)。

　　網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)能減排測(cè)試介紹

　　1、綠色通信的趨勢(shì)

　　在互聯(lián)網(wǎng)日益發(fā)達(dá)的今天，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為了人們?nèi)粘９ぷ鳌⑸畹闹匾M成部分。網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物、網(wǎng)絡(luò)交友、網(wǎng)絡(luò)游戲、網(wǎng)絡(luò)辦公……網(wǎng)絡(luò)正在我們的生活中扮演著越來(lái)越重要的角色。在可以預(yù)見(jiàn)到的不久將來(lái)，網(wǎng)絡(luò)必將成為全人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的重要平臺(tái)。正是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)具有如此重要的功能，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的依賴(lài)越來(lái)越深、需求也越來(lái)越趨向多樣。因此，互聯(lián)網(wǎng)在近些年來(lái)產(chǎn)生了飛躍式的發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，其相關(guān)設(shè)備能源消耗的日益增加、環(huán)境污染問(wèn)題不斷突出，“節(jié)能減排”已經(jīng)成為國(guó)家重要戰(zhàn)略之一。

　　據(jù)某調(diào)研機(jī)構(gòu)2010年公布的統(tǒng)計(jì)顯示，國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的耗電比例大致如下：服務(wù)器 15%、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 15%、存儲(chǔ)設(shè)備8%、空調(diào)20%、空氣調(diào)節(jié)20%、UPS 15%、AC轉(zhuǎn)換以及機(jī)房照明 7%……，由此來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備的能耗占到了整個(gè)機(jī)房能源消耗的38%，在國(guó)家大力倡導(dǎo)“節(jié)能減排”和人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)下，“節(jié)能環(huán)保”型技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)成為了網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備發(fā)展的主流。

　　思博倫通信長(zhǎng)期致力于綠色功耗的跟蹤和研究，有著領(lǐng)先業(yè)界的測(cè)試方法。近幾年，思博倫通信測(cè)試服務(wù)部門(mén)定制化的綠色功耗解決方案已經(jīng)為諸多運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商、大型國(guó)有檢測(cè)部門(mén)完成了相關(guān)的測(cè)試。有關(guān)綠色功耗測(cè)試的需求可發(fā)送郵件至TACHINA@spirent.com。

　　2、傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)能減排測(cè)試所面臨的挑戰(zhàn)

　　提到對(duì)設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)的評(píng)估，我們首先想到的是通過(guò)測(cè)試設(shè)備功耗來(lái)評(píng)估，但是傳統(tǒng)的功耗測(cè)試不是萬(wàn)能的。比如，很常見(jiàn)的一個(gè)場(chǎng)景：測(cè)試儀向被測(cè)設(shè)備發(fā)著流量，測(cè)試工程師拿著鉗式電流表，夾住DUT(Device Under Test，被測(cè)設(shè)備)的電源線并讀取電流值，然后根據(jù)功率=電壓x電流，計(jì)算出功率值。這個(gè)測(cè)試有先天缺陷，它精度低且存在大量的不確定性，多數(shù)測(cè)試目標(biāo)依賴(lài)于測(cè)試者人為因素。具體表現(xiàn)在：

　　人為確定采樣時(shí)間及間隔，每次測(cè)試都存在差異;

　　人為記錄重要的測(cè)試背景條件，包括：測(cè)試期間DUT安裝的板卡種類(lèi)/數(shù)量、端口狀態(tài)、軟件運(yùn)行狀態(tài)和CPU利用率，以及負(fù)載水平和轉(zhuǎn)發(fā)性能等信息。效率低、易出錯(cuò)，測(cè)試一旦完成，測(cè)試條件的真實(shí)情況無(wú)從跟蹤。

　　三個(gè)主要元素關(guān)聯(lián)性的缺失，即：流量仿真儀表、DUT和功率計(jì)之間缺少同步，能耗數(shù)據(jù)的采集不是由流量負(fù)荷等級(jí)或DUT狀態(tài)等條件觸發(fā)，手工操作使得測(cè)試難以復(fù)制，不具備嚴(yán)格的可對(duì)比性。

　　精度低。以交流市電為例，電壓實(shí)際上在一定范圍內(nèi)是波動(dòng)的，不是恒定的220v，依據(jù)公式(功率=電壓x電流)得到的只是估算值。

　　長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試難以操作。比如，在某24小時(shí)高負(fù)載穩(wěn)定性測(cè)試中衡量DUT或SUT(System Under Test)的平均功率(瓦)或總耗能(千瓦時(shí))。顯然，在如此長(zhǎng)的測(cè)試時(shí)間內(nèi)，僅僅采樣數(shù)次或十?dāng)?shù)次就計(jì)算出平均功率，不足以反映24小時(shí)內(nèi)所發(fā)生的事件。

　　另一方面，目前各大廠商相繼推出了自己的綠色網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，從與過(guò)去的產(chǎn)品做對(duì)比的數(shù)據(jù)來(lái)看，在綠色設(shè)計(jì)方面，各廠商的確都交出了滿意的答卷，但是在驚喜之余卻發(fā)現(xiàn)如果我們準(zhǔn)備對(duì)比各廠商產(chǎn)品的數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于各廠商同等級(jí)別網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能略有差別，僅憑簡(jiǎn)單的功耗數(shù)據(jù)無(wú)從下手。

　　從網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)上來(lái)說(shuō)，隨著網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品節(jié)能設(shè)計(jì)深入人心，設(shè)計(jì)人員采用大量的節(jié)能設(shè)計(jì)手段，并且開(kāi)始選擇高性能、低功耗的芯片，但也有例外情況，某些核心芯片隨著性能提升，芯片功耗也增大。在這種情況下，雖然在設(shè)計(jì)人員采用大量的節(jié)能設(shè)計(jì)手段，設(shè)備的性能有較大提高，但是產(chǎn)品功耗也相應(yīng)提高，僅憑簡(jiǎn)單的功耗數(shù)據(jù)無(wú)法評(píng)估節(jié)能設(shè)計(jì)工作的有效性。

　　由此可見(jiàn)，我們需要一種科學(xué)的方法來(lái)評(píng)估設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)有效性。通常情況下，我們關(guān)注網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品待機(jī)和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)的節(jié)能設(shè)計(jì)。設(shè)備待機(jī)時(shí)節(jié)能設(shè)計(jì)的評(píng)估，由于不涉及設(shè)備性能，我們可以采用傳統(tǒng)的設(shè)備功耗測(cè)試方法，通過(guò)對(duì)同等規(guī)格設(shè)備數(shù)據(jù)對(duì)比，來(lái)評(píng)估設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)的有效性。但是對(duì)于設(shè)備業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)節(jié)能設(shè)計(jì)的評(píng)估，由于與設(shè)備性能有很大的相關(guān)性，因此我們需要引入一種新的評(píng)估方法---設(shè)備能效測(cè)試，思博倫網(wǎng)絡(luò)設(shè)備綠色節(jié)能測(cè)試方案正是基于這種全面的考慮而設(shè)計(jì)的。

　　第2頁(yè)：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備綠色節(jié)能測(cè)試方案

　　思博倫通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備綠色節(jié)能測(cè)試方案

　　1、方案總述

　　能效測(cè)試的思想是建立設(shè)備功率消耗和設(shè)備包轉(zhuǎn)發(fā)性能之間的關(guān)系，即通過(guò)測(cè)試設(shè)備單位功耗下的包轉(zhuǎn)發(fā)性能來(lái)評(píng)估網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品節(jié)能設(shè)計(jì)的好壞。與傳統(tǒng)設(shè)備功耗測(cè)試相比，由于能效測(cè)試考慮設(shè)備性能因素，使設(shè)計(jì)人員可以比較不同性能設(shè)備的功耗，更科學(xué)的評(píng)估設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)。

　　方案示意圖如下：

　　圖1 思博倫網(wǎng)絡(luò)綠色節(jié)能測(cè)試系統(tǒng)

　　簡(jiǎn)言之，思博倫綠色節(jié)能測(cè)試方案可將DUT或SUT在某種條件下的能耗準(zhǔn)確地測(cè)試出來(lái)，并自動(dòng)生成報(bào)告。整個(gè)測(cè)試可預(yù)期、可復(fù)制、可追蹤，并實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)化。

　　本測(cè)試方案分為業(yè)務(wù)流量仿真、實(shí)時(shí)能耗采集、iTest集成管理平臺(tái)三大模塊:

　　業(yè)務(wù)流量仿真：思博倫通信在網(wǎng)絡(luò)測(cè)試領(lǐng)域處于業(yè)界領(lǐng)先的地位，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的模擬可依靠其強(qiáng)大的測(cè)試儀表產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)，本綠色節(jié)能測(cè)試方案中以Spirent TestCenter測(cè)試儀表為例，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)二到七層的流量仿真，從而模擬了真實(shí)業(yè)務(wù)的加載對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功耗的影響。除了支持經(jīng)典的網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試RFC2544外，Spirent TestCenter還可根據(jù)用戶的要求定制化的輸出所需要業(yè)務(wù)場(chǎng)景，包括且不限于IPv4或IPv6復(fù)雜流量、路由仿真、組播應(yīng)用等。而全部的業(yè)務(wù)生成都可采用自動(dòng)化的方式，極大的方便用戶的使用并提高到了測(cè)試效率。

　　圖2 思博倫Spirent TestCenter網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試儀

　　實(shí)時(shí)能耗采集：綠色節(jié)能方案中采用了高精度數(shù)字采樣功率計(jì)，通過(guò)RS-232通信接口能以10Hz的采樣頻率進(jìn)行實(shí)時(shí)功率的獲取，其基本精度為0.1%，并可支持交流及直流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功率測(cè)量，該功率計(jì)在我國(guó)被廣泛應(yīng)用于對(duì)于功率的計(jì)量及校準(zhǔn)，是有關(guān)單位指定的功率測(cè)量?jī)x。

　　圖3 高精度數(shù)字采樣功率計(jì)

　　iTest集成管理平臺(tái)：iTest是系統(tǒng)和設(shè)備自動(dòng)化測(cè)試的解決方案，旨在幫助測(cè)試團(tuán)隊(duì)最大限度地提高工作效率和使用資源。它簡(jiǎn)單易用、功能強(qiáng)大、支持接口豐富，為大規(guī)模系統(tǒng)的自動(dòng)化測(cè)試、大量測(cè)試用例開(kāi)發(fā)與維護(hù)，快速數(shù)據(jù)分析和海量測(cè)試報(bào)告管理提供了一個(gè)全面的平臺(tái)。

　　思博倫iTest測(cè)試管理平臺(tái)提供了包括被測(cè)設(shè)備及測(cè)試儀的配置和控制功能，在控制Spirent TestCenter進(jìn)行業(yè)務(wù)流量發(fā)送的同時(shí)，可通過(guò)iTest靈活的通信接口可實(shí)時(shí)的從功率計(jì)上獲取功率值，并能動(dòng)態(tài)的對(duì)功率及仿真業(yè)務(wù)的流量大小進(jìn)行計(jì)算，為用戶輸出能效測(cè)試的結(jié)果，從而省去了用戶對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)二次處理的工作。