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Avalanche性能测试：RFC 9411 TCP并发测试

发表日期：2025/05/15 浏览次数：

网络安全设备性能的基准测试方法RFC 9411为下一代网络安全设备（包括下一代防火墙NGFW和下一代入侵防御系统NGIPS）提供并建议基准测试术语和方法，并具体提出了包括新建、并发、吞吐等9个测试方法。


其中7.5节是关于HTTP 流量下的并发 TCP 连接能力测试，确定在使用 HTTP 流量时，被测设备（DUT）或者被测系统（SUT）能够维持的并发 TCP 连接数量。





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01

本文内容

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  • 环境描述

  • 测试方法

  • 配置仪表

  • 查看结果


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环境描述

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图-1 测试环境

本文测试示例的拓扑中Avlanche仪表选用C200的一对100G口，端口自环。网段的配置如图-1所示。

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测试方法

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本篇文章将基于RFC 9411的测试方法，将测试过程和步骤具体描述如下：
  • 测试仪模拟200个IPv4客户端和16个IPv4 HTTP Server端，并要求每个客户端和每个HTTP Server均建立TCP连接并进行HTTP请求和响应。
  • 每个客户端依次和16个HTTP Server建立TCP连接之后，保持一段时间再关闭。
  • 假定被测设备的最大TCP新建能力为50万/秒，因此在TCP并发测试中将使用50%的新建速率，即25万/秒。
  • 测试目标要达成5000万TCP并发。因此，5000(万) / 25(万/秒)=200(秒)，我们在压力爬坡阶段的时间设定为200秒。
  • 测试使用“边建边拆”方式，即在压力达到5000万之后，需要不断地拆除部分TCP连接，同时建立同样数量的TCP连接，以维持压力一段时间。本测试设定维持阶段为800秒。
  • 响应的HTTP内容为1K Byte。
  • 所有TCP以FIN的方式关闭。


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配置仪表

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关于使用Avalanche Commander创建配置添加端口的基础操作，本文不做赘述。以下是涉及本测试的关键配置点。
Step 1 - Action的配置
设定每个用户要和所有的HTTP Server都建立TCP连接，且在压力爬坡阶段的200秒内不能有TCP拆线，需要让所有的TCP session建立之后等待200秒。
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图-1 Action配置
Step 2 - Client Profile的配置‍‍‍
因为每个TCP连接都保持连接状态，因此需要使能Persistence选项，在从而在应用层HTTP请求Header中声明"Connection: Keep-Alive"。

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图-2 Client Profile配置

Step 3 - Client Network的配置

每个TCP在建立之后会进行HTTP的传输，随后会等待200秒时间，因此一定要记得关闭"Inactivity Timer"功能。

按照要求所有TCP需要以Fin方法关闭，因此要使能“Connection Termination With FIN”选项。

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图-3 Client Network配置

Step 4 - Server Profile / Transcations的配置

首先，在Server Transcations中添加一个长度为1K Bytes的响应文件，同时命名为1K.

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图-4-1 Server Transcation配置


然后，在Server Profiles中创建名为Server_HTTP的Profile，选中刚才创建的响应文件作为模拟服务器的回复。

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图-4-2 Server Profiles配置

Step 5 - Server Network的配置
如果Step 3中所述，每个TCP在建立和完成HTTP传输后，都会等待200秒时间，因此一定要记得关闭"Inactivity Timer"功能。
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图-5 Server Network配置
Step 6 - Client / Server Subnets的配置
按照测试方法，配置Client / Server端的IPv4地址
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图-6 Client / Server Subnets配置

Step 7 - Load的配置
本文中我们采用Simusers的load模型，意思是同时有多少用户在线。因为我们计划测试压力达到5000万个并发TCP连接，而在Action中每个用户会产生16个并发TCP连接，因此5000万/16=3125000个并发用户。因此我们创建名为conn的Load, 并设计4个阶段：
  • Phase 1, Delay阶段，没有任何压力，留出端口协商时间
  • Phase 2, Ramp Up阶段，压力在200秒内从0爬升到3125000
  • Phase 3, Steady State阶段，压力维持800秒
  • Phase 4, Ramp Down阶段，不设置压力，留出210秒的时间等待压力释放，所有TCP以FIN方式关闭
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图-7 Load配置

Step 8 - Client/ Server Assoications的配置

在Client / Server的Assocaitions页面下关联之前所建立的配置，请一定检查关联的名字是否是之前添加编辑的。
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图-8 Client / Server Assocaition配置



05

查看结果

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运行测试后，我们可以从3个地方查看结果。
测试总览
左侧是Client端的数据统计，包括尝试的HTTP请求和成功的HTTP请求；
右侧是Server端的数据统计，主要是体现TCP连接统计。Closed no error即代表以FIN关闭的数量统计。
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图-9 测试结果总览

运行中的实时结果查看

我们从Run->Monitor进入Run-Time Statistics页面，可以选择查看当前测试重要的数据。
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图-10 Run-Time State

完整的测试结果

在Result下，可以看到每次运行的结果。
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图-11 结果列表

从Trial Run中，查看抓包内容以确定测试的行为是否符合预期。

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图-12 Trial Run

从Client / Server的Summary / Real-time结果中可以看到更多更详尽的测试结果。
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图-13 Real-Time Result


本文为大家介绍了如何使用Avalanche进行RFC 9411 TCP并发测试的一些详细配置步骤，后续我们将继续介绍RFC9411其它性能测试的。欢迎大家持续关注，给我们留言。