时延测量方法 - LIFO或FIFO:测量数据中心以太网时延方法探讨

　　测量通过交换机的时延有多种方法：首位进到末位出(FILO)、末位进到首位出(LIFO)、首位进到首位出(FIFO)和末位进到末位出(LILO)。每种方法的时延测量都是在交换机入口和出口进行的。

　　这种方法测量的是交换机的时延加上数据包从出口发送出来的时间。虽然这种方法对于服务器群集中的应用到应用时延等的测量足够了，但不是一种非常好的交换机时延测量方法。为了更好地表明这个观点，可以想像一个电气连接器。FILO方法意味着连接器具有与数据包大小相关的时延，但事实上连接器具有零时延。

　　大数据包会给这些测量结果增加较大的时延，使得提取实际交换机时延变得更加困难。最后，考虑两个串联的直通交换机。当使用FILO方法时，通过两个交换机的时延不能通过累加单个交换机的测量时延计算得到。鉴于这些因素，这种方法并不是测量交换机时延的正确方法。

　　LIFO方法在20世纪80年代晚期和90年代早期用于测量传输单元大小固定的电信网络中的时延。一些测试报告仍参考1991年发表的RFC 1242，这个时间比直通交换技术的发明早很多。对于只提供存储和转发交换机的供应商来说，这种测量方法可以使结果看起来更好，因为这种方法不考虑数据包在转发之前被完整存储在交换机中的时间。从图3可以看出，直通交换机的时延不能用这种方法精确测量。

　　图3 使用FIFO和LIFO方法的测量结果

　　这两种方法从效果上看是相同的，是正确测量通过直通交换机的时延的唯一方法。为了说明这些方法的工作原理以及与LIFO测试的区别，让我们对最近使用Fulcrum“Monaco”10GE交换机做的现场测试结果做一下评估。

　　FIFO与LIFO实际测试结果

　　Monaco参考平台例子包含有一个交换芯片，在1U外形尺寸内提供24个SFP+端口。这个平台中的时延包含了通过交换机的时延和通过SFP+ PHY的时延。这张图显示了交换机工作在直通模式时使用FIFO和LIFO方法的时延测量结果。

　　从图中可以看到，FIFO结果表明了交换机的实际直通时延，而LIFO数值是人工减去了完整接收一个帧所需的时间。对10GbE链路来说，这两种测量方法之间的关系可以用以下等式描述：

　　LIFO时延=FIFO时延-(帧长度+20)*0.8nS

　　由于LIFO测量方法可能导致像Monaco这样的直通交换机出现负时延，因此测试仪器将这种情况报告为“零”时延。这意味着在较大数据包情况下比较直通交换机将是无意义的，因为它们都显示为零时延。

　　结论

　　在为数据中心选择网络设备时时延是一个关键参数。网络设计师可能使用测试报告比较不同供应商的交换机，但必须仔细检查这些报告，因为测试时延有多种方法，而只有比较使用相同的方法测量竞争性芯片得到的时延才有意义。直通交换机可以为数据中心提供最低时延的网络解决方案。