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バッファロー WSR-5400AX6S 有線接続 IPv4スループット性能測定

バッファロー WSR-5400AX6S の有線接続時のスループット性能をCisco TRexにて測定を実施しました。
基本性能などは下記にて紹介しています。

WSR-5400AX6S (黒色) を測定中の写真 ( WSR-5400AX6S の下のルータ ASR1002 右側のPCが Cisco TRex 用)

IPv4ネイティブルーティングおよびPPPoE(IPv4)、DS-Liteで1Gbps双方向(2Gbps) 64byteでもほぼワイヤースピードが出ました。バッファロールータにはプレミアムモデルとの記載がありますが、その名前にふさわしい結果となっています。家庭向けルータはショートパケットの速度が出ない結果が出ると思って試験しましたがワイヤースピードが出ました。

測定機器環境

  • 測定ルータ BUFFALO WSR-5400AX6S Ver 1.01(R11.42/B 1.00)
  • PPPoEサーバー/ DS-Lite AFTR Cisco ASR1002 IOS-EX 15.5(3)S6
  • Cisco TRex ( Intel(R) Xeon(R) CPU E3-1220 / Mem 16GB / NIC Intel 350-T4 )

有線接続のスループット性能

測定測定方法は1Gbps双方向(合計2Gbps)にトラフィックを印可してレートが安定した状態の2ポートの受信レート(bps/pps)の合計を記載しています。※RFC2544ほど厳密に測定していません

ルータモード(手動設定 IPアドレス) IPv4性能測定

ルータの設定および構成図

ルータを初期化を実施して、背面スイッチをAUTOからMANUALに変更してから下記に設定を実施して試験を実施しました。

Internet 設定変更箇所

手動設定でIPアドレスを 10.0.0.100/24 を設定してデフォルトゲートウェイにて 10.0.0.1 を設定

ポート変換設定 プロトコル全て / LAN側 IP アドレス 192.168.11.200

今回はステートレスのUDPを利用してスループットを測定するため、今回のルータモードではNATされているのでinternet側からのトラフィックLAN側に通すためにポート変換を実施して、すべてのトラフィックを192.168.11.200に変換する設定にしました。

WSR-5400AX6S ルータモード IPv4 性能測定構成図

測定トラフィック

ポート番号送信元IP宛先IP送信元UDPポート宛先UDPポート
Port010.0.0.110.0.0.10010251025
Port1192.168.11.20010.0.0.110251025
測定トラフィック

パケットのサイズを64から1518の間のいくつか設定して測定

測定結果

測定結果が下記になりますが、フレームサイズが64Byteの1Gbps双方向2Gbpsにてロスなしの結果となり、ワイヤーレートが出ていました。

64128256512102412801518
bps1,999 Mbps1999 Mbps1999 Mbps1999 Mbps1999 Mbps1999 Mbps1999 Mbps
Packets/sec2.98 Mpps1689 Kpps905.7 Kpps469.88 Kpps239.4 Kpps192.28 Kpps162.54 Kpps

ルータモード PPPoE IPv4性能測定

ルータの設定および構成図

ルータの設定のInternetをPPPoEクライントに設定変更

Internet IPアドレス取得方法「PPPoEクライアント機能を使用する」を選択

InternetのIPアドレス取得方法 「PPPoEクライント機能を使用する」を選択します。

PPPoE接続先に追加

Internet PPPoE の PPPoEに新規に ID test@kazuhack.com / Pass test を追加します。
MTU 1454 / MRU 1454 は初期値のままに設定します。CiscoのASRも MTU 1454で設定しました(フレッツのPPPoEに仕様に合わせます)

ポート変換設定 プロトコル全て / LAN側 IP アドレス 192.168.11.200

今回はステートレスのUDPを利用してスループットを測定するため、今回のルータモードではNATされているのでinternet側からのトラフィックLAN側に通すためにポート変換を実施して、すべてのトラフィックを192.168.11.200に変換する設定にしました。

PPPoE 構成図

CiscoのASR1002にPPPoE Serverを設定してWSR-5400AX6SのPPPoEを終端しています。クライアントには10.0.0.1が割り当てるように設定。

測定トラフィック

ポート番号送信元IP宛先IP送信元UDPポート宛先UDPポート
Port010.2.0.10010.0.0.10010251025
Port1192.168.11.20010.2.0.10010251025
測定トラフィック

測定結果

PPPoEを利用しているため、フラグメント前の最大値は1472Byteとなります。1518で送信するとフラグメンテーションが発生してpktが分割するため中継性能大幅に低下します。

641282565121024128014721518
bps1826 Mbps1897 Mbps1934 Mbps1970 Mbps1984 Mbps1987 Mbps1989 Mbps
Packets/sec2.72 Mpps1602 Kpps880.2 Kpps462.96 Kpps237.64 Kpps192.12 Kpps164.66 Kpps

※1518Byte1Gbps双方向を入れるとルータの応答がなくなり、(pingも応答しなくなる、webからの管理画面がログインできなくなる)、しばらくトラフィックを印可し続けるとPPPoEセッションのDownが発生。

PPPoE(IPv4) = 1Gbpsインターフェイスの 64byteのワイヤースペード 1,388,889 Paclet/sec ( 1,000,000,000 (1Gbps) / 720bit = 90byte * 8 ( 70byte ( 64byte [ 14(Ether) + 6(PPPoE) + 20(IPv4 Header) + 26(Payload) + 4(FCS) ] ) + 8byte (プリアンブル) + 12 byte(IFG) ) ) = 1,388,889 )

ルータモード DS-Lite IPv4性能測定

ルータの設定および構成図

DS-LiteのAFTRにCiscoのASR1002を利用してDS-Liteの性能測定を実施しました。Ciscoとの接続はIPv6 RAにて接続するためブロードバンドルータ側はNDプロキシで接続しています。ASR1002にAFTRの終端用アドレスとしてloopbackアドレスを設定します。私が稼働しているASR1002のIOS-XEではDS-LiteのAFTRの機能はサポートしていませんでした(Cisco IOS-XRがサポートしているようです。)パケットはTunnelのIPinIPトンネリング IPv4 Over IPv6のフォーマットと同じになるように Tunnel mode ipv6 にてIPv4を送る形にしました。
※DS-LiteはNATはAFTR側で実施するので、ポート変換の設定は実施していません。

Interne -> IPv6 -> NDプロキシを使用する を設定
Internet -> Internet -> IPアドレス取得方法 -> その他のDS-Liteを使用する を設定
Cisco ASR1002 DS-Lite AFTR を設定

測定トラフィック

ポート番号送信元IP宛先IP送信元UDPポート宛先UDPポート
Port010.2.0.100192.168.11.20010251025
Port1192.168.11.20010.2.0.10010251025
測定トラフィック

測定結果

原因がよくわからないのですが、WAN→LAN 1478 LAN→WAN 1470 を超えるとフラグメンテーションが発生しました。IPinIPのフォーマットの形式だと1478になるのですが、1470でLAN→WAN向けにてフラグメンテーションが発生しました。(私が何か勘違いしている?)

64 byte128 byte256 byte 512byte1024 byte1280 byte1470 byte1518 byte
bps1354 Mbps1574 Mbps1746 Mbps1860 Mbps1926 Mbps1940 Mbps1946 Mbps295 Mbps
Packets/sec2015 Kpps1328 Kpps791.14 Kpps437.06 Kpps230.62 Kpps186.56 Kpps245.1 Kpps24.3 Kpps

IPv4overIPv6(IPinIP) = 1Gbpsインターフェイスの 64byteのワイヤースペード 1,008,065 Paclet/sec ( 1,000,000,000 (1Gbps) / 992bit = 124byte * 8 ( 104byte ( 64byte [ 14(Ether) + 20(IPv4 Header) + 26(Payload) + 4(FCS) ] + 40(IPv6 Header) ) + 8byte (プリアンブル) + 12 byte(IFG) ) ) = 1,008,065 )

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