Test & Measurement up to 100G(계측장비)

Solution Overview

COTS 서버와 Napatech FPGA SmartNIC을 이용하여 쉽게 고성능 T&M장비를 구현할 수 있습니다.

Napatech Link Capture™ 소프트웨어는 T&M 장비에 필요한 다양한 고급 기능을 제공하고 있습니다.

하드웨어 기반의 송수신 Time Stamping 기능을 활용하여 네트워크 Delay 및 Jitter를 정밀하게 측정할 수 있고 L2/L3/L4(IP/TCP/UDP) Transmit Checksum 생성 및 수신 Checksum 검증을 위한 Advanced Scheme 기능을 제공합니다.

위 기능을 포함 다양한 기능은 1G/10G, 25G, 40G, 100G 모든 속도에서 지원됩니다.

Key Benefits

• Napatech FPGA-based SmartNICs 은 T&M장비에 특화된 다양한 기능을 COT서버에서 운용할 수 있어 타사의 장비 대비 뛰어난 성능을 제공합니다.

• 정밀한 하드웨어 기반 타임스탬프 측정

• 전송되는 각 패킷마다 애플리케이션이 Checksum 생성 방식을 개별적으로 제어할 수 있어 유연한 구성이 가능.

• Napatech는 Line Rate의 패킷손실 없는 송수신 및 최대 처리량을 보장합니다.

Use Case

통신망의 왕복 지연 시간(Roundtrip Latency) 측정

왕복 지연 시간을 측정할 때, 송수신된 패킷에 대한 정밀한 타임스탬프는 필수요소입니다.

하지만 Checksum 생성은 많은 리소스를 사용하며 애플리케이션에 부담을 주어, CPU 과부하를 일으킬수 있습니다. 특히 40G 또는 100G 네트워크 환경에서는 CPU 과부하로 인해 시스템 전체 성능의 저하가 발생할 수도 있습니다.

위와 같은 문제점들을 해결하기 위해 Napatech SmartNIC은 다음과 같은 기능을 제공합니다.

• High-precision start-of-frame or end-of-frame Tx/Rx time stamps, sampled with 1 nanosecond resolution

• L3/L4 checksum generation and verification for latency measurements across routed networks

• Generate invalid L2/L3/L4 checksums for error simulation

• Per packet inter-frame gap control for jitter simulation

Use Case

문제해결 및 재현을 위한 트래픽 리플레이(Captured Traffic Replay)

기존 패킷캡춰 시스템들의 큰과제 중 하나는 정밀한 Capture & Replay의 요구되는 성능치입니다.

정밀한 Time Stamping은 물론 이를 처리하는 과정에서 CPU에 큰 부하를 줄 수 있고

또한 Full Throughput에서 Burst Traffic을 테스트할때 Packet Loss, 버스트 패킷을 포함한 Traffic Replay 정밀도 저하와 같이 성능에 큰 영향을 주는 현상이 발생 할 수 있습니다.

이런 문제들은 고정밀 트래픽 시뮬레이션과 트러블슈팅을 위해 반드시 해결되어야 하는 핵심 요소이고, 문제점을 해결하기 위해 Napatech SmartNIC은 다음과 같은 기능을 제공합니다.

• Replaying traffic precisely as captured including exact timing, and replay even with errors

• Error simulation by generating packets with invalid checksums

• Flexible checksum generation and verification, enabling e.g. replay with modified IP addresses or port numbers

• The speed of the replay can be adjusted to simulate e.g. burst behavior. The replay may either be faster or slower than the captured traffic. The transmit time stamp per packet can be controlled by the application.

Use Case

트래픽 생성 (Traffic Generation)

트래픽 생성(Traffic Generation) 시스템에서는

패킷의 송수신이 정밀한 타임스탬프와 함께 이루어져야 하며,소프트웨어 기반 트래픽 생성 방식은 CPU 부하를 크게 증가시켜 전체 시스템 성능을 저하시킬 수 있습니다.

패킷 송수신시 이론적 최대 burst를 포함 High Speed Full Throughput을 보장해야 합니다.

Napatech SmartNIC은 다음과 같은 기능을 제공합니다

• Accelerated traffic generation solutions, for example using the open source TRex traffic generator(오픈소스 애플리케이션)

• Checksum generation and checksum verification

• Applying time stamp injection in hardware

Selected Features

HW Time-Stamping

• 1 ns time stamp resolution

• Rx time stamp

• Tx time stamp inject

Tx Time stamp inject

• Application controlled action per packet

• Tx time stamp insertion at offset relative to L3/L4 headers

• 8-byte time stamp + 2 bytes for L3/L4 checksumcompensation (used in combination with L3/L4 Tx checksums generation)

L2 and L3/L4 (IP/TCP/UDP) Tx checksums generation

• Application controlled action per packet

• Generate correct checksum

• Generate incorrect checksum

• Leave checksum unchanged

L2 and L3/L4 (IP/TCP/UDP) Rx checksums verification

• Valid/invalid indication in packet descriptor and via API

• Filtering on valid/invalid checksums