網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)能減排測試介紹

　　在節(jié)能環(huán)保的重要性日益凸顯的今天，IT系統(tǒng)節(jié)能測試被迅速推向前臺，國家標準、行業(yè)標準呼之欲出。如何制定更合理的節(jié)能測試標準？如何更科學地設(shè)計和控制測試流程？近幾年，思博倫通信測試服務(wù)部門定制化的綠色功耗解決方案已經(jīng)為諸多運營商、設(shè)備制造商和大型國有檢測部門完成了許多相關(guān)測試，為標準的制定、行業(yè)測試方法學的出臺做出重要貢獻。

　　網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)能減排測試介紹

　　1、綠色通信的趨勢

　　在互聯(lián)網(wǎng)日益發(fā)達的今天，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為了人們?nèi)粘９ぷ鳌⑸畹闹匾M成部分。網(wǎng)絡(luò)購物、網(wǎng)絡(luò)交友、網(wǎng)絡(luò)游戲、網(wǎng)絡(luò)辦公……網(wǎng)絡(luò)正在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。在可以預見到的不久將來，網(wǎng)絡(luò)必將成為全人類社會經(jīng)濟生活的重要平臺。正是因為網(wǎng)絡(luò)具有如此重要的功能，人們對網(wǎng)絡(luò)平臺的依賴越來越深、需求也越來越趨向多樣。因此，互聯(lián)網(wǎng)在近些年來產(chǎn)生了飛躍式的發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，其相關(guān)設(shè)備能源消耗的日益增加、環(huán)境污染問題不斷突出，“節(jié)能減排”已經(jīng)成為國家重要戰(zhàn)略之一。

　　據(jù)某調(diào)研機構(gòu)2010年公布的統(tǒng)計顯示，國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)機房的耗電比例大致如下：服務(wù)器 15%、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 15%、存儲設(shè)備8%、空調(diào)20%、空氣調(diào)節(jié)20%、UPS 15%、AC轉(zhuǎn)換以及機房照明 7%……，由此來看，網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備的能耗占到了整個機房能源消耗的38%，在國家大力倡導“節(jié)能減排”和人們環(huán)保意識的不斷增強下，“節(jié)能環(huán)保”型技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)成為了網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備發(fā)展的主流。

　　思博倫通信長期致力于綠色功耗的跟蹤和研究，有著領(lǐng)先業(yè)界的測試方法。近幾年，思博倫通信測試服務(wù)部門定制化的綠色功耗解決方案已經(jīng)為諸多運營商、設(shè)備制造商、大型國有檢測部門完成了相關(guān)的測試。有關(guān)綠色功耗測試的需求可發(fā)送郵件至TACHINA@spirent.com。

　　2、傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)能減排測試所面臨的挑戰(zhàn)

　　提到對設(shè)備節(jié)能設(shè)計的評估，我們首先想到的是通過測試設(shè)備功耗來評估，但是傳統(tǒng)的功耗測試不是萬能的。比如，很常見的一個場景：測試儀向被測設(shè)備發(fā)著流量，測試工程師拿著鉗式電流表，夾住DUT(Device Under Test，被測設(shè)備)的電源線并讀取電流值，然后根據(jù)功率=電壓x電流，計算出功率值。這個測試有先天缺陷，它精度低且存在大量的不確定性，多數(shù)測試目標依賴于測試者人為因素。具體表現(xiàn)在：

　　人為確定采樣時間及間隔，每次測試都存在差異;

　　人為記錄重要的測試背景條件，包括：測試期間DUT安裝的板卡種類/數(shù)量、端口狀態(tài)、軟件運行狀態(tài)和CPU利用率，以及負載水平和轉(zhuǎn)發(fā)性能等信息。效率低、易出錯，測試一旦完成，測試條件的真實情況無從跟蹤。

　　三個主要元素關(guān)聯(lián)性的缺失，即：流量仿真儀表、DUT和功率計之間缺少同步，能耗數(shù)據(jù)的采集不是由流量負荷等級或DUT狀態(tài)等條件觸發(fā)，手工操作使得測試難以復制，不具備嚴格的可對比性。

　　精度低。以交流市電為例，電壓實際上在一定范圍內(nèi)是波動的，不是恒定的220v，依據(jù)公式(功率=電壓x電流)得到的只是估算值。

　　長時間測試難以操作。比如，在某24小時高負載穩(wěn)定性測試中衡量DUT或SUT(System Under Test)的平均功率(瓦)或總耗能(千瓦時)。顯然，在如此長的測試時間內(nèi)，僅僅采樣數(shù)次或十數(shù)次就計算出平均功率，不足以反映24小時內(nèi)所發(fā)生的事件。

　　另一方面，目前各大廠商相繼推出了自己的綠色網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，從與過去的產(chǎn)品做對比的數(shù)據(jù)來看，在綠色設(shè)計方面，各廠商的確都交出了滿意的答卷，但是在驚喜之余卻發(fā)現(xiàn)如果我們準備對比各廠商產(chǎn)品的數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)，由于各廠商同等級別網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能略有差別，僅憑簡單的功耗數(shù)據(jù)無從下手。

　　從網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的實現(xiàn)細節(jié)上來說，隨著網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品節(jié)能設(shè)計深入人心，設(shè)計人員采用大量的節(jié)能設(shè)計手段，并且開始選擇高性能、低功耗的芯片，但也有例外情況，某些核心芯片隨著性能提升，芯片功耗也增大。在這種情況下，雖然在設(shè)計人員采用大量的節(jié)能設(shè)計手段，設(shè)備的性能有較大提高，但是產(chǎn)品功耗也相應(yīng)提高，僅憑簡單的功耗數(shù)據(jù)無法評估節(jié)能設(shè)計工作的有效性。

　　由此可見，我們需要一種科學的方法來評估設(shè)備節(jié)能設(shè)計有效性。通常情況下，我們關(guān)注網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品待機和業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)時的節(jié)能設(shè)計。設(shè)備待機時節(jié)能設(shè)計的評估，由于不涉及設(shè)備性能，我們可以采用傳統(tǒng)的設(shè)備功耗測試方法，通過對同等規(guī)格設(shè)備數(shù)據(jù)對比，來評估設(shè)備節(jié)能設(shè)計的有效性。但是對于設(shè)備業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)時節(jié)能設(shè)計的評估，由于與設(shè)備性能有很大的相關(guān)性，因此我們需要引入一種新的評估方法---設(shè)備能效測試，思博倫網(wǎng)絡(luò)設(shè)備綠色節(jié)能測試方案正是基于這種全面的考慮而設(shè)計的。

　　第2頁：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備綠色節(jié)能測試方案

　　思博倫通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備綠色節(jié)能測試方案

　　1、方案總述

　　能效測試的思想是建立設(shè)備功率消耗和設(shè)備包轉(zhuǎn)發(fā)性能之間的關(guān)系，即通過測試設(shè)備單位功耗下的包轉(zhuǎn)發(fā)性能來評估網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品節(jié)能設(shè)計的好壞。與傳統(tǒng)設(shè)備功耗測試相比，由于能效測試考慮設(shè)備性能因素，使設(shè)計人員可以比較不同性能設(shè)備的功耗，更科學的評估設(shè)備的節(jié)能設(shè)計。

　　方案示意圖如下：

　　圖1 思博倫網(wǎng)絡(luò)綠色節(jié)能測試系統(tǒng)

　　簡言之，思博倫綠色節(jié)能測試方案可將DUT或SUT在某種條件下的能耗準確地測試出來，并自動生成報告。整個測試可預期、可復制、可追蹤，并實現(xiàn)了完全自動化。

　　本測試方案分為業(yè)務(wù)流量仿真、實時能耗采集、iTest集成管理平臺三大模塊:

　　業(yè)務(wù)流量仿真：思博倫通信在網(wǎng)絡(luò)測試領(lǐng)域處于業(yè)界領(lǐng)先的地位，對于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的模擬可依靠其強大的測試儀表產(chǎn)品來實現(xiàn)，本綠色節(jié)能測試方案中以Spirent TestCenter測試儀表為例，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)二到七層的流量仿真，從而模擬了真實業(yè)務(wù)的加載對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備功耗的影響。除了支持經(jīng)典的網(wǎng)絡(luò)性能測試RFC2544外，Spirent TestCenter還可根據(jù)用戶的要求定制化的輸出所需要業(yè)務(wù)場景，包括且不限于IPv4或IPv6復雜流量、路由仿真、組播應(yīng)用等。而全部的業(yè)務(wù)生成都可采用自動化的方式，極大的方便用戶的使用并提高到了測試效率。

　　圖2 思博倫Spirent TestCenter網(wǎng)絡(luò)性能測試儀

　　實時能耗采集：綠色節(jié)能方案中采用了高精度數(shù)字采樣功率計，通過RS-232通信接口能以10Hz的采樣頻率進行實時功率的獲取，其基本精度為0.1%，并可支持交流及直流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功率測量，該功率計在我國被廣泛應(yīng)用于對于功率的計量及校準，是有關(guān)單位指定的功率測量儀。

　　圖3 高精度數(shù)字采樣功率計

　　iTest集成管理平臺：iTest是系統(tǒng)和設(shè)備自動化測試的解決方案，旨在幫助測試團隊最大限度地提高工作效率和使用資源。它簡單易用、功能強大、支持接口豐富，為大規(guī)模系統(tǒng)的自動化測試、大量測試用例開發(fā)與維護，快速數(shù)據(jù)分析和海量測試報告管理提供了一個全面的平臺。

　　思博倫iTest測試管理平臺提供了包括被測設(shè)備及測試儀的配置和控制功能，在控制Spirent TestCenter進行業(yè)務(wù)流量發(fā)送的同時，可通過iTest靈活的通信接口可實時的從功率計上獲取功率值，并能動態(tài)的對功率及仿真業(yè)務(wù)的流量大小進行計算，為用戶輸出能效測試的結(jié)果，從而省去了用戶對測試數(shù)據(jù)二次處理的工作。