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【cisco开源测试仪】Trex测试仪使用指南

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【cisco开源测试仪】Trex测试仪使用指南概述 Trex 是什么 Cisco 开源的一个使用 DPDK 发包的高性能测试仪 主要的工作原理概括如下 使用 scapy 来构建数据包模板 或者从 pcap 文件中读取数据包模板 利用 dpdk 发送数据包 重写指定变化的部分 兼具了 python 构建流的效率和 dpdk 发包的高性能

大家好，我是讯享网，很高兴认识大家。

概述

Trex是什么？

  1. 使用scapy来构建数据包模板；或者从pcap文件中读取数据包模板；
  2. 利用dpdk发送数据包；（重写指定变化的部分）

兼具了python构建流的效率和dpdk发包的高性能。

能做什么？

  1. 替换smartbit来做流量稳定性及压力测试和部分性能测试（不能做RFC2544测试）；
  2. 构建复杂的数据流压测；
  3. 放大和回放数据包；
  4. 支持python接口调用测试仪，可以进行一些测试自动化的编排；

试用结论

优点：

  • 非常强大，性能非常高的测试仪；
  • 无状态方式下流量可以任意定义，秒杀其他商用测试仪；
  • 有状态方式下，理论上通过回放包方式可以构建很复杂的流量，并且可以放大流量；

缺点：

  • 与BPS一样，有状态的协议栈不是真实的，是通过回放数据包来模拟的，代理场景下，可能会有些回放失败的情况，而且相较于BPS，对于回放失败，缺少基于流的统计；
  • 有学习成本，复杂一些流量情况，需要自己查官方文档来解决问题，也不排除有bug；

总结：

  • 可以作为流量工具，构造背景流量；
  • 无状态模式的统计很精确，可以用来测试驱动等；
  • 不能等同于真实业务！真实的客户端服务器测试必不可少！

传送门

  1. 官方主页： https://trex-tgn.cisco.com/trex/doc/index.html
  2. github: https://github.com/cisco-system-traffic-generator
  3. scapy： https://scapy.readthedocs.io/en/latest/usage.html

安装说明

  1. 上传软件包到linux服务器上，解压到/opt目录下
  2. ./dpdk_setup_ports.py -t 确定一下要划入测试仪的接口pci号：
 | ID | NUMA | PCI | MAC | Name | Driver | Linux IF | Active | +====+======+=========+===================+=============+=========+==========+==========+ | 0 | -1 | 03:00.0 | 00:10:f3:66:1b:99 | Device 10fb | igb_uio | | | +----+------+---------+-------------------+-------------+---------+----------+----------+ | 1 | -1 | 03:00.1 | 00:10:f3:66:1b:9a | Device 10fb | igb_uio | | | +----+------+---------+-------------------+-------------+---------+----------+----------+ | 2 | -1 | 04:00.0 | 00:10:f3:66:1b:9b | Device 10fb | igb_uio | | | +----+------+---------+-------------------+-------------+---------+----------+----------+ | 3 | -1 | 04:00.1 | 00:10:f3:66:1b:9c | Device 10fb | igb_uio | | | +----+------+---------+-------------------+-------------+---------+----------+----------+

讯享网
  1. 创建配置文件
讯享网[root@localhost v2.81]# cat /etc/trex_cfg.yaml  Config file generated by dpdk_setup_ports.py  - version: 2 port_limit: 4 rx_desc: 4096 tx_desc: 4096 interfaces: ['03:00.0', '03:00.1'] port_info: - ip: 1.1.1.2 default_gw: 1.1.1.1 - ip: 2.2.2.2 default_gw: 2.2.2.1
  1. 启动测试仪服务端，使用trex-stateless-gui客户端连接测试仪：./t-rex-64 -i

工作模式

stateless - STL

  • l2 为2层模式，需要改变mac，vlan等可以用二层模式转发；
  • l3 为3层模式，port上的有固定的IP地址，并且指定了网关地址，可以回复ARP；

默认使用l3模式即可。

stateful - STF

有状态的发包，类似于BPS测试仪。
将一条流的client和server数据包分开发送，DUT上能建立完整的会话，因此这个状态是模拟的有状态；
简述工作流：

  1. 数据包中提取流，解析出client和server（UDP第一个包为client，TCP syn为client）；
  2. yaml文件中定义好client和server的范围，指定回放哪些数据包；
  3. 重写数据包需要变化的字段，发送数据包；

yaml样例：

cat cap2/dns_test.yaml - duration : 10.0 generator : distribution : "seq" clients_start : "16.0.0.1" 1 clients_end : "16.0.0.255" servers_start : "48.0.0.1" 2 servers_end : "48.0.0.255" clients_per_gb : 201 min_clients : 101 dual_port_mask : "1.0.0.0" tcp_aging : 1 udp_aging : 1 cap_info : - name: cap2/dns.pcap 3 cps : 1.0 4 ipg : 10000 5 rtt : 10000 6 w : 1

数据包样例：

在这里插入图片描述
讯享网

  • 官方文档参考： https://trex-tgn.cisco.com/trex/doc/trex_manual.html
  • IPv6 支持： https://trex-tgn.cisco.com/trex/doc/trex_manual.html#_ipv6_support

另外还有一个ASTF模式（Advance STF），会使用socket来回放报文。 暂时没有研究。

对比

在这里插入图片描述

实操举例

环境准备

  1. 安装好Trex；
  2. 配置好port的pci号及IP地址， 如下：
讯享网[firewall@localhost v2.81]$ cat /etc/trex_cfg.yaml Config file generated by dpdk_setup_ports.py - version: 2 port_limit: 4 rx_desc: 4096 tx_desc: 4096 interfaces: ['03:00.0', '03:00.1', '04:00.0', '04:00.1'] port_info: - ip: 1.1.1.2 default_gw: 1.1.1.1 - ip: 2.2.2.2 default_gw: 2.2.2.1 - ip: 3.3.3.2 default_gw: 3.3.3.1 - ip: 4.4.4.2 default_gw: 4.4.4.1 platform: master_thread_id: 0 latency_thread_id: 1 dual_if: - socket: 0 threads: [2] - socket: 0 threads: [3]

注意：

  • port的ip在port进入service模式后，可以响应ARP请求；
  • port上指定的default_gw， 即直连设备配置的地址，所有发送的数据包，如果不是特别定义，默认都会发向default_gw；

STL 使用案例

无状态方式发包，可以使用两种客户端： trex-stateless-gui （图形界面）和trex-console（交互式命令行）。无论使用哪一种，都需要先启动测试仪，开启服务： sudo ./t-rex-64 -i

拓扑环境：

在这里插入图片描述


如上图，我们使用Trex的一对port与DUT直连，模拟的流量见图示；
DUT上需要配置

  1. 接口上IP地址：
interface xge4/1 ip address 1.1.1.1/24 ! interface xge4/2 ip address 2.2.2.1/24 !
  1. 去往Trex各port模拟的网段的路由：
讯享网ip route 16.0.0.0/8 1.1.1.2 ip route 48.0.0.0/8 2.2.2.2

注意stl工作模式下，设置port为service模式，port可以回复ARP请求以及IPv6的NS请求。

例子1： 图形界面控制

使用图形界面控制测试仪，构造并发送20条UDP流。

操作步骤：
  1. 管理员方式运行trex-stateless-gui， 连接服务器

在这里插入图片描述

  1. 占用端口

在这里插入图片描述

  1. 配置control

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  1. 配置config

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  1. 新建profile

在这里插入图片描述

  1. 新建流

在这里插入图片描述


在这里插入图片描述


定义源IP为16.0.0.1， 目的IP为48.0.0.1；源端口为10000， 目的端口为20000

在这里插入图片描述

  1. 将ip_src，从16.0.0.1 到16.0.0.20 变化

在这里插入图片描述


IP地址变化，校验和需要定义成自动计算：

在这里插入图片描述

点击下边的save按钮，保存；

  1. port1同理进行编辑，将源目标IP、post与port0的调换一下，这样双向流量就组成了完整会话了。
  2. 配置流量发送大小：

在这里插入图片描述

  1. 每个port都点击运行，发送流量
流量统计：

在这里插入图片描述

例子2： 命令行方式发送流量

本例使用命令行方式来发送流量，有必要先介绍一下trex-console。

trex-console简介

官方文档： https://trex-tgn.cisco.com/trex/doc/trex_stateless.html
trex-console 是一个交互式的命令行客户端。使用命令行方式登录到测试仪，可以完成trex-stateless-gui的所有功能，并且提供更加灵活的数据包模板构建方法：
大概工作流如下：

  1. 定义好python的数据包模板；
  2. 使用trex-console命令行指定模板发送数据包；

scapy构建数据包模板（源码预置的python脚本放在stl目录下）：

在这里插入图片描述

  • 需要注意的是，官方提供的数据模板，源IP为16.0.0.1，目的IP为48.0.0.1，因此设备上需要对这两个网段配置好路由： ip route 16.0.0.0/8 port0_ip， ip route 48.0.0.0/8 port1_ip
  • 数据包模板的参考文档

https://trex-tgn.cisco.com/trex/doc/trex_stateless.html#_traffic_profile_tutorials

操作步骤：
  1. 连接到测试仪：

在这里插入图片描述

  1. 开启service模式（service模式下，port才会响应ARP请求）

在这里插入图片描述

  • arp -a命令后，设备上可以看到arp表项产生；
  • service --off 可以停止service模式；
  • portattr --prom on 开启混杂模式；
  • portattr -p 0 查看port0的端口属性；
  1. 指定p0发送流量（service模式下需要–force）

在这里插入图片描述

  1. 使用tui命令查看统计

在这里插入图片描述

  • ESC可以唤出菜单，可以clear统计以及退出；
  1. 其他常用命令：
  • pause -a 可以停止所有流量发送；
  • resume -a 可以恢复所有流量
  • stop -a 停止所有流量
例子3： 自定义py流量模板

建议新建一个文件夹，用来存放自己的流量模板： 例如mkdir /opt/trex/v2.81/yb_py_pkt

操作步骤：
  1. 进入该文件夹，创建一个流模板文件：
# cat yb_py_pkt/udp_vxlan_dir.py # -*- coding: utf-8 -*- from scapy.layers.vxlan import VXLAN from trex_stl_lib.api import * """ vxlan 双向stream模板 """ class STLS1(object): def __init__(self): pass def create_stream(self): return STLStream( packet=STLPktBuilder( pkt=Ether() / IP() / UDP() / VXLAN(vni=1008) / Ether() / IP() / UDP() / ('x' * 100) ), mode=STLTXCont()) def get_streams(self, direction=0, kwargs): # create 1 stream if direction == 0: src_ip = "16.0.0.1" dst_ip = "48.0.0.1" sport = 3399 dport = 4798 else: src_ip, dst_ip = dst_ip, src_ip sport, dport = dport, sport pkt = STLPktBuilder( pkt = Ether() / IP(src=src_ip, dst=dst_ip) / UDP(sport=sport, dport=dport) / VXLAN(vni=1008) / Ether() / IP() / UDP() / ('x'*100) ) return [STLStream(packet=pkt, mode=STLTXCont())] def register(): return STLS1()
  1. 进入trex-console命令行，发送流量

trex(service)>start -f yb_py_pkt/udp_vxlan_dir.py -m 10kbps -p 0 1 --force

附：抓包方法
讯享网trex(service)>capture record start --rx 3 --limit 200 1 Starting packet capturing up to 200 packets [SUCCESS] * Capturing ID is set to '4' * 2 * Please call 'capture record stop --id 4 -o <out.pcap>' when done * trex(service)>capture 3 Active Recorders ID | Status | Packets | Bytes | TX Ports | RX Ports ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4 | ACTIVE | [0/200] | 0 B | - | 3 trex(service)>start -f stl/imix.py -m 1kpps -p 0 --force 4 Removing all streams from port(s) [0]: [SUCCESS] Attaching 3 streams to port(s) [0]: [SUCCESS] Starting traffic on port(s) [0]: [SUCCESS] 20.42 [ms] trex(service)>capture 5 Active Recorders ID | Status | Packets | Bytes | TX Ports | RX Ports ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4 | ACTIVE | [200/200] | 74.62 KB | - | 3 trex(service)>capture record stop --id 4 -o /tmp/rx_3.pcap 6 Stopping packet capture 4 [SUCCESS] Writing 200 packets to '/tmp/rx_3.pcap' [SUCCESS] Removing PCAP capture 4 from server [SUCCESS] trex(service)>

STF 使用案例

拓扑环境

在这里插入图片描述


如上，Trex使用4个port，与DUT连好线路。
DUT上需要配置：

  • 设备接口IP地址
interface xge4/1 ip address 1.1.1.1/24 ! interface xge4/2 ip address 2.2.2.1/24 ! interface xge4/3 ip address 3.3.3.1/24 allow ping ! interface xge4/4 ip address 4.4.4.1/24 allow ping
  • 去往Trex port模拟的网段的路由：
讯享网ip route 16.0.0.0/8 1.1.1.2 ip route 48.0.0.0/8 2.2.2.2 ip route 17.0.0.0/8 3.3.3.2 ip route 49.0.0.0/8 4.4.4.2
  • Trex port的地址的静态ARP（IPV6的话，需要配置静态ndp, 我们暂时不支持）
Trex port的mac地址我们可以这样获得： [root@localhost v2.81]# ./dpdk_setup_ports.py -t +----+------+---------+-------------------+-------------+---------+----------+----------+ | ID | NUMA | PCI | MAC | Name | Driver | Linux IF | Active | +====+======+=========+===================+=============+=========+==========+==========+ | 0 | -1 | 03:00.0 | 00:10:f3:66:1b:99 | Device 10fb | igb_uio | | | +----+------+---------+-------------------+-------------+---------+----------+----------+ | 1 | -1 | 03:00.1 | 00:10:f3:66:1b:9a | Device 10fb | igb_uio | | | +----+------+---------+-------------------+-------------+---------+----------+----------+ | 2 | -1 | 04:00.0 | 00:10:f3:66:1b:9b | Device 10fb | igb_uio | | | +----+------+---------+-------------------+-------------+---------+----------+----------+ | 3 | -1 | 04:00.1 | 00:10:f3:66:1b:9c | Device 10fb | igb_uio | | | +----+------+---------+-------------------+-------------+---------+----------+---------- 然后设备上配置： arp static 1.1.1.2 00-10-f3-66-1b-99 arp static 2.2.2.2 00-10-f3-66-1b-9a arp static 3.3.3.2 00-10-f3-66-1b-9b arp static 4.4.4.2 00-10-f3-66-1b-9c
例子1： 发送混合流量

完成上面的环境配置后，发送混合流，非常简单：

  1. 进入trex路径下，执行命令：

./t-rex-64 -f cap2/sfr.yaml -m 1 -d 100

讯享网./t-rex-64 -f cap2/sfr.yaml -m 1 -d 100 -Per port stats table ports | 0 | 1 | 2 | 3 ----------------------------------------------------------------------------------------- opackets | 53675 | 54998 | 53618 | 54967 obytes |  |  |  |  ipackets | 54998 | 53675 | 54967 | 53618 ibytes |  |  |  |  ierrors | 0 | 0 | 0 | 0 oerrors | 0 | 0 | 0 | 0 Tx Bw | 34.56 Mbps | 93.39 Mbps | 34.51 Mbps | 93.43 Mbps -Global stats enabled Cpu Utilization : 0.7 % 38.1 Gb/core Platform_factor : 1.0 Total-Tx : 255.89 Mbps Total-Rx : 255.81 Mbps Total-PPS : 59.74 Kpps Total-CPS : 2.25 Kcps Expected-PPS : 300.64 Kpps Expected-CPS : 4.51 Kcps Expected-BPS : 1.06 Gbps Active-flows : 1600 Clients : 254 Socket-util : 0.0100 % Open-flows : 8580 Servers : 65534 Socket : 1600 Socket/Clients : 6.3 drop-rate : 0.00 bps current time : 4.7 sec test duration : 95.3 sec
  1. 我们挑一个比较简单的yaml文件，来看看
 [root@localhost v2.81]# cat cap2/http.yaml - duration : 0.1 generator : distribution : "seq" clients_start : "16.0.0.1" clients_end : "16.0.1.255" servers_start : "48.0.0.1" servers_end : "48.0.255.255" clients_per_gb : 201 min_clients : 101 dual_port_mask : "1.0.0.0" # 多对port时，第二对端口IP变化的方法 tcp_aging : 0 udp_aging : 0 cap_ipg : true # 是否遵循pcap包的时间间隔 cap_info : - name: avl/delay_10_rtp_160k_full.pcap # 指定回放的数据包 cps : 2.776 ipg : 10000 rtt : 10000 w : 1 plugin_id : 1 # 上述的pcap文件可以多个，就可以组成复杂的混合流了
例子2： 回放oracle数据包
  1. 抓取数据包，注意一定要是一条完整的流（TCP需要包含三次握手）；
  2. 建议新建一个文件夹，来存放数据包，例如 mkdir yb_stf， 将数据包上传到该文件夹下；
  3. 在yb_stf下新建一个oracle.yaml文件
讯享网[root@localhost v2.81]# cat yb_stf/oracle.yaml - duration : 0.1 generator : distribution : "seq" clients_start : "16.0.0.1" clients_end : "16.0.0.255" servers_start : "48.0.0.1" servers_end : "48.0.0.10" clients_per_gb : 201 min_clients : 101 dual_port_mask : "1.0.0.0" tcp_aging : 0 udp_aging : 0 cap_ipg : true cap_info : - name: yb_stf/oracle.pcap cps : 2.776 ipg : 10000 rtt : 10000 w : 1
  1. 发送流量：

./t-rex-64 -f yb_stf/oracle.yaml -m 1000 -d 100

其他
  • 穿越SNAT， 命令带上 --learn-mode 1 就行了，server端的port会学习源地址；
  • 其他实例请参考： https://trex-tgn.cisco.com/trex/doc/trex_manual.html#_introduction

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