home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Info 1997 December / Internet_Info_CD-ROM_Walnut_Creek_December_1997.iso / drafts / draft_ietf_a_c / draft-ietf-bmwg-lanswitch-05.txt < prev    next >
Text File  |  1997-07-08  |  33KB  |  1,083 lines

  1.  
  2. Network Working Group                                      R. Mandeville
  3. INTERNET-DRAFT                             European Network Laboratories
  4. Expires in six months                                          July 1997
  5.  
  6.  
  7.  
  8.  
  9.            Benchmarking Terminology for LAN Switching Devices
  10.                   <draft-ietf-bmwg-lanswitch-05.txt>
  11.  
  12.  
  13. Status of this Memo
  14.  
  15.    This document is an Internet-Draft.  Internet-Drafts are working
  16.    documents of the Internet Engineering Task Force (IETF), its
  17.    areas, and its working groups.  Note that other groups may also
  18.    distribute working documents as Internet-Drafts.
  19.  
  20.    Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six
  21.    months and may be updated, replaced, or obsoleted by other
  22.    documents at any time.  It is inappropriate to use Internet-
  23.    Drafts as reference material or to cite them other than as
  24.    "work in progress."
  25.  
  26.    To view the entire list of current Internet-Drafts, please check
  27.    the "1id-abstracts.txt" listing contained in the Internet-Drafts
  28.    Shadow Directories on ftp.is.co.za (Africa), ftp.nordu.net
  29.    (Europe), munnari.oz.au (Pacific Rim), ds.internic.net (US East
  30.    Coast), or ftp.isi.edu (US West Coast).
  31.  
  32.    This memo provides information for the Internet community.  This memo
  33.    does not specify an Internet standard of any kind.  Distribution of
  34.    this memo is unlimited.
  35.  
  36.  
  37. Table of Contents
  38.  
  39. 1. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
  40. 2. Existing definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
  41. 3. Term definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
  42.  
  43.       3.1 Devices .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
  44.          3.1.1 Device under test (DUT) . . . . . . . . . . . . . . . . 3
  45.          3.1.2 System under test (SUT).  . . . . . . . . . . . . . . . 3
  46.  
  47.       3.2 Traffic orientation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
  48.          3.2.1 Unidirectional traffic. . . . . . . . . . . . . . . . . 4
  49.          3.2.2 Bidirectional traffic . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
  50.  
  51.       3.3 Traffic distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
  52.          3.3.1 One-to-one mapped traffic. .. . . . . . . . . . . . . . 5
  53.          3.3.2 Partially meshed traffic. . . . . . . . . . . . . . . . 6
  54.          3.3.3 Fully meshed traffic. . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
  55.  
  56.       3.4 Bursts . . . . . . . .  . . .  . . . . . . . . . . . . . . . 8
  57.          3.4.1 Burst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
  58.          3.4.2 Burst size. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
  59.          3.4.3 Inter-burst gap (IBG) . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
  60.  
  61.       3.5 Loads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
  62.          3.5.1 Intended load (Iload) . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
  63.          3.5.2 Offered load (Oload) . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
  64.          3.5.3 Maximum offered load (MOL) . . . . . . . . . . . . . . 10
  65.          3.5.4 Overloading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
  66.  
  67.       3.6 Forwarding rates. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
  68.          3.6.1 Forwarding rate (FR) . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
  69.          3.6.2 Forwarding rate at maximum offered load (FRMOL). . . . 12
  70.          3.6.3 Maximum forwarding rate (MFR). . . . . . . . . . . . . 13
  71.  
  72.  
  73.  
  74.  
  75. Mandeville                                                      [Page 1]
  76.  
  77. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  78.  
  79.  
  80.       3.7 Congestion control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
  81.          3.7.1 Backpressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
  82.          3.7.2 Forward pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
  83.          3.7.3 Head of line blocking. . . . . . . . . . . . . . . . . 15
  84.       3.8 Address handling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
  85.          3.8.1 Address caching capacity . . . . . . . . . . . . . . . 15
  86.          3.8.2 Address learning rate. . . . . . . . . . . . . . . . . 16
  87.          3.8.3 Flood count. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
  88.  
  89.       3.9 Errored frame filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
  90.          3.9.1 Errored frames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
  91.  
  92.       3.10 Broadcasts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
  93.          3.10.1 Broadcast forwarding rate at maximum load . . . . . . 17
  94.          3.10.2 Broadcast latency . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
  95.  
  96. 4. Security Considerations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
  97. 5. References. . . . . .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
  98. 6. Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
  99. 7. Author's Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
  100.  
  101. 1. Introduction
  102.  
  103. This document is intended to provide terminology for 
  104. the benchmarking of local area network (LAN) switching devices. It 
  105. extends the terminology already defined for benchmarking network 
  106. interconnect devices in RFCs 1242 and 1944 to switching devices. 
  107. Although it might be found useful to apply some of the terms defined 
  108. here to a broader range of network interconnect devices, this document 
  109. primarily deals with devices which switch frames at the Medium Access 
  110. Control (MAC) layer. It defines terms in relation to the traffic put to 
  111. use when benchmarking switching devices, forwarding performance, 
  112. latency, address handling and filtering.
  113.  
  114. 2. Existing definitions
  115.  
  116. RFC 1242 "Benchmarking Terminology for Network Interconnect Devices" 
  117. should be consulted before attempting to make use of this document. RFC 
  118. 1944 "Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices" 
  119. contains discussions of a number of terms relevant to the benchmarking 
  120. of switching devices and should also be consulted.
  121.  
  122. For the sake of clarity and continuity this RFC adopts the template for 
  123. definitions set out in Section 2 of RFC 1242. Definitions are indexed 
  124. and grouped together in sections for ease of reference.
  125.  
  126.  
  127.  
  128.  
  129.  
  130.  
  131. Mandeville                                                      [Page 2]
  132.  
  133. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  134.  
  135.  
  136. 3. Term definitions
  137.  
  138. 3.1 Devices
  139.  
  140. This group of definitions applies to all types of networking devices.
  141.  
  142. 3.1.1 Device under test (DUT)
  143.  
  144. Definition:
  145. The network forwarding device to which stimulus is offered and response 
  146. measured.
  147.  
  148. Discussion:
  149. A single stand-alone or modular unit generally equipped with its own 
  150. power supply.
  151.  
  152. Measurement units:
  153. n/a
  154.  
  155. Issues:
  156.  
  157. See Also:
  158. system under test (SUT) (3.1.2)
  159.  
  160. 3.1.2 System Under Test (SUT).
  161.  
  162. Definition: 
  163. The collective set of network devices to which stimulus is offered as a 
  164. single entity and response measured.
  165.  
  166. Discussion:
  167. A system under test may be comprised of a variety of networking devices.
  168. Some devices may be active in the forwarding decision-making process, 
  169. such as routers or switches; other devices may be passive such as a 
  170. CSU/DSU. Regardless of constituent components, the system is treated as 
  171. a singular entity to which stimulus is offered and response measured.
  172.  
  173. Measurement units:
  174. n/a
  175.  
  176. Issues:
  177.  
  178. See Also:
  179. device under test (DUT) (3.1.1)
  180.  
  181. 3.2 Traffic orientation
  182.  
  183. This group of definitions applies to the traffic presented to the 
  184.  
  185.  
  186.  
  187. Mandeville                                                      [Page 3]
  188.  
  189. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  190.  
  191.  
  192. interfaces of a DUT/SUT and indicates whether the interfaces are 
  193. receiving only, transmitting only, or both receiving and transmitting.
  194.  
  195. 3.2.1 Unidirectional traffic
  196.  
  197. Definition:
  198.  
  199. Frames presented to a DUT/SUT such that the receiving and transmitting 
  200. interfaces are mutually exclusive.
  201.  
  202. Discussion:
  203. This definition conforms to the discussion in section 16 of RFC 1944 on 
  204. multi-port testing which describes how unidirectional traffic can be 
  205. offered to a DUT/SUT to measure throughput. Unidirectional traffic is also
  206. appropriate for:
  207.  
  208.    -the measurement of the minimum inter-frame gap
  209.    -the creation of many-to-one or one-to-many interface overload
  210.    -the detection of head of line blocking 
  211.    -the measurement of forwarding rates and throughput when congestion
  212.     control mechanisms are active.
  213.  
  214. When considering traffic patterns it is useful to distinguish traffic 
  215. orientation and traffic distribution. In the case of unidirectional 
  216. traffic, for example, traffic is orientated in a single direction 
  217. between mutually exclusive sets of source and destination interfaces 
  218. of a DUT/SUT. Such traffic, however, can be distributed between 
  219. interfaces in different ways. When traffic is sent to two or more 
  220. interfaces from an external source and forwarded by the DUT/SUT to 
  221. a single output interface traffic orientation is unidirectional and 
  222. traffic distribution between interfaces is many-to-one. Traffic can 
  223. also be sent to a single input interface and forwarded by the DUT/SUT 
  224. to two or more output interfaces to achieve a one-to-many distribution 
  225. of traffic between interfaces.
  226.  
  227. Such traffic distributions can also be combined to test for head of 
  228. line blocking or to measure forwarding rates and throughput when 
  229. congestion control is active.
  230.  
  231. When a DUT/SUT is equipped with interfaces running at different media 
  232. rates the number of input interfaces required to load or overload an 
  233. output interface or interfaces will vary.
  234.  
  235. It should be noted that measurement of the minimum inter-frame gap 
  236. serves to detect violations of the IEEE 802.3 standard.
  237.  
  238. Issues:
  239. half duplex / full duplex
  240.  
  241.  
  242.  
  243. Mandeville                                                      [Page 4]
  244.  
  245. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  246.  
  247.  
  248. Measurement units:
  249. n/a
  250.  
  251. See Also:
  252. bidirectional traffic (3.2.2)
  253. one-to-one mapped traffic (3.3.1)
  254. partially meshed traffic (3.3.2)
  255. fully meshed traffic (3.3.3)
  256.  
  257. 3.2.2 Bidirectional traffic
  258.  
  259. Definition:
  260. Frames presented to a DUT/SUT such that the interfaces of the DUT/SUT both
  261. receive and transmit.
  262.  
  263. Discussion:
  264. This definition conforms to the discussions in sections 14 and 16 of 
  265. RFC 1944 on bidirectional traffic and multi-port testing. Bidirectional 
  266. traffic MUST be offered when measuring throughput on full duplex 
  267. interfaces of a switching device.
  268.  
  269. Issues:
  270. truncated binary exponential back-off algorithm
  271.  
  272. Measurement units:
  273. n/a
  274.  
  275. See Also:
  276. unidirectional traffic (3.2.1)
  277. one-to-one mapped traffic (3.3.1)
  278. partially meshed traffic (3.3.2)
  279. fully meshed traffic (3.3.3)
  280.  
  281. 3.3 Traffic distribution
  282.  
  283. This group of definitions applies to the distribution of frames 
  284. forwarded by any DUT/SUT.
  285.  
  286. 3.3.1 One-to-one mapped traffic
  287.  
  288. Definition:
  289. Frames offered to a single input interface and destined to a single 
  290. output interface of a DUT/SUT where input and output interfaces are 
  291. grouped in mutually exclusive pairs.
  292.  
  293. Discussion:
  294. In the simplest instance of one-to-one mapped traffic distribution 
  295. frames are forwarded between one source interface and one destination 
  296.  
  297.  
  298.  
  299. Mandeville                                                      [Page 5]
  300.  
  301. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  302.  
  303.  
  304. interface of a DUT/SUT. One-to-one mapped traffic distribution extends 
  305. to multiple distinct pairs of source and destination interfaces.
  306.  
  307. Measurement units:
  308. n/a
  309.  
  310. Issues:
  311. half duplex / full duplex
  312.  
  313. See Also:
  314. unidrectional traffic (3.2.1)
  315. bidirectional traffic (3.2.2)
  316. partially meshed traffic (3.3.2.)
  317. fully meshed traffic (3.3.3)
  318. burst (3.4.1)
  319.  
  320. 3.3.2 Partially meshed traffic
  321.  
  322. Definition:
  323. Frames forwarded between mutually exclusive sets of input and output 
  324. interfaces of a DUT/SUT. 
  325.  
  326. Discussion:
  327. This definition follows from the discussions in sections 14 and 16 of 
  328. RFC 1944 on bidirectional traffic and multi-port testing. Partially 
  329. meshed traffic allows for one-to-many, many-to-one or many-to-many 
  330. mappings of input to output interfaces and readily extends to 
  331. configurations with multiple switching devices linked together over 
  332. backbone connections.
  333.  
  334. Measurement units:
  335. n/a
  336.  
  337. Issues:
  338. half duplex / full duplex
  339.  
  340. See Also:
  341. unidirectional traffic (3.2.1)
  342. bidirectional traffic (3.2.2)
  343. one-to-one mapped traffic (3.3.1)
  344. fully meshed traffic (3.3.3)
  345. burst (3.4.1)
  346.  
  347. 3.3.3 Fully meshed traffic
  348.  
  349. Definition:
  350. Frames switched simultaneously between all of a designated number of 
  351.  
  352.  
  353.  
  354.  
  355. Mandeville                                                      [Page 6]
  356.  
  357. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  358.  
  359.  
  360. interfaces of a device such that each of the interfacess under test 
  361. will both forward frames to and receive frames from all of the other 
  362. interfaces under test.
  363.  
  364. Discussion:
  365. As with bidirectional multi-port traffic, meshed traffic exercises both 
  366. the transmission and reception sides of the interfaces of a switching 
  367. device. Since interfaces are not divided into two groups every 
  368. interface forwards frames to and receives frames from every other 
  369. interface. The total number of individual input/output interface 
  370. pairs when traffic is meshed over n switched interfaces equals 
  371. n x (n - 1). This compares with n x (n / 2) such interface pairs in a
  372. bidirectional multi-port test.
  373.  
  374. It should be noted that bidirectional multi-port traffic can load 
  375. backbone connections linking together two switching devices more 
  376. than meshed traffic.
  377.  
  378. Bidirectional meshed traffic on half duplex interfaces is inherently 
  379. bursty since interfaces must interrupt transmission whenever they 
  380. receive frames. This kind of bursty meshed traffic is characteristic 
  381. of real network traffic and can be advantageously used to diagnose a 
  382. DUT/SUT by exercising many of its component parts simultaneously. 
  383. Additional inspection may be warranted to correlate the frame 
  384. forwarding capacity of a DUT/SUT when offered meshed traffic and 
  385. the behavior of individual elements such as input or output buffers, 
  386. buffer allocation mechanisms, aggregate switching capacity, processing 
  387. speed or medium access control.
  388.  
  389. When offering bursty meshed traffic to a DUT/SUT a number of variables 
  390. have to be considered. These include frame size, the number of frames 
  391. within bursts, the interval between bursts as well as the distribution 
  392. of load between incoming and outgoing traffic. Terms related to bursts 
  393. are defined in section 3.3 below.
  394.  
  395. Measurement units:
  396. n/a
  397.  
  398. Issues:
  399. half duplex / full duplex
  400.  
  401. See Also:
  402. unidirectional traffic (3.2.1)
  403. bidirectional traffic (3.2.2)
  404. one-to-one mapped traffic (3.3.1)
  405. partially meshed traffic (3.3.2)
  406. burst (3.4.1)
  407.  
  408.  
  409.  
  410.  
  411. Mandeville                                                      [Page 7]
  412.  
  413. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  414.  
  415.  
  416. 3.4 Bursts
  417.  
  418. This group of definitions applies to the intervals between frames or 
  419. groups of frames offered to the DUT/SUT.
  420.  
  421. 3.4.1 Burst
  422.  
  423. Definition:
  424. A sequence of frames transmitted with the minimum inter-frame gap 
  425. allowed by the medium.
  426.  
  427. Discussion:
  428. This definition follows from discussions in section 3.16 of RFC 1242 
  429. and section 21 of RFC 1944 which describes cases where it is useful to 
  430. consider isolated frames as single frame bursts.
  431.  
  432. Measurement units:
  433. n/a
  434.  
  435. Issues:
  436.  
  437. See Also:
  438. burst size (3.4.2)
  439. inter-burst gap (IBG) (3.4.3)
  440.  
  441. 3.4.2 Burst size
  442.  
  443. Definition:
  444. The number of frames in a burst.
  445.  
  446. Discussion:
  447. Burst size can range from one to infinity. In unidirectional traffic 
  448. there is no theoretical limit to burst length. When traffic is 
  449. bidirectional or meshed bursts on half duplex media are finite since 
  450. interfaces interrupt transmission intermittently to receive frames.
  451. On real networks burst size will normally increase with window size. 
  452. This makes it desirable to test devices with small as well as large 
  453. burst sizes.
  454.  
  455. Measurement units:
  456. number of N-octet frames
  457.  
  458. Issues:
  459.  
  460. See Also:
  461. burst (3.4.1)
  462. inter-burst gap (IBG) (3.4.3)
  463.  
  464.  
  465.  
  466.  
  467. Mandeville                                                      [Page 8]
  468.  
  469. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  470.  
  471.  
  472. 3.4.3 Inter-burst gap (IBG)
  473.  
  474. Definition:
  475. The interval between two bursts.
  476.  
  477. Discussion:
  478. This definition conforms to the discussion in section 20 of RFC 1944 on 
  479. bursty traffic.
  480.  
  481. Bidirectional and meshed traffic are inherently bursty since interfaces  
  482. share their time between receiving and transmitting frames. External 
  483. sources offering bursty traffic for a given frame size and burst size 
  484. must adjust the inter-burst gap to achieve a specified rate of 
  485. transmission.
  486.  
  487. Measurement units:
  488. nanoseconds
  489. microseconds
  490. milliseconds
  491. seconds
  492.  
  493. Issues:
  494.  
  495. See Also:
  496. burst (3.4.1)
  497. burst size (3.4.2)
  498.  
  499. 3.5 Loads
  500.  
  501. This group of definitions applies to the rates at which traffic is 
  502. offered to any DUT/SUT.
  503.  
  504. 3.5.1 Intended load (Iload)
  505.  
  506. Definition:
  507. The number of frames per second that an external source attempts to 
  508. transmit to a DUT/SUT for forwarding to a specified output interface or 
  509. interfaces.
  510.  
  511. Discussion:
  512. Collisions on CSMA/CD links or the action of congestion control 
  513. mechanisms can effect the rate at which an external source of traffic 
  514. transmits frames to a DUT/SUT. This makes it useful to distinguish the 
  515. load that an external source attempts to apply to a DUT/SUT and the 
  516. load it is observed or measured to apply.
  517.  
  518. In the case of Ethernet an external source of traffic must implement 
  519. the truncated binary exponential back-off algorithm to ensure that it 
  520. is accessing the medium legally.
  521.  
  522.  
  523. Mandeville                                                      [Page 9]
  524.  
  525. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  526.  
  527.  
  528. Measurement units:
  529. bits per second
  530. N-octets per second
  531. (N-octets per second / media_maximum-octets per second) x 100
  532.  
  533. Issues:
  534.  
  535. See Also:
  536. offered load (3.5.2)
  537.  
  538. 3.5.2 Offered load (Oload)
  539.  
  540. Definition:
  541. The number of frames per second that an external source can be observed 
  542. or measured to transmit to a DUT/SUT for forwarding to a specified 
  543. output interface or interfaces.
  544.  
  545. Discussion:
  546. The load which an external device can be observed to apply to a DUT/SUT 
  547. may be less than the load the external device attempts to apply due to 
  548. collisions or the action of congestion control mechanisms. Frames which 
  549. are not successfully transmitted by an external source of traffic to a 
  550. DUT/SUT MUST NOT be counted as transmitted frames when measuring the 
  551. forwarding rate of a DUT/SUT.
  552.  
  553. The frame count on an interface of a DUT/SUT may exceed the rate at 
  554. which an external device offers frames due to the presence of spanning 
  555. tree BPDUs (Bridge Protocol Data Units) on 802.1D-compliant switches or 
  556. SNMP frames. Such frames should be treated as modifiers as described in 
  557. section 11 of RFC 1944.
  558.  
  559. Measurement units:
  560. bits per second
  561. N-octets per second
  562. (N-octets per second / media_maximum-octets per second) x 100
  563.  
  564. Issues:
  565. token ring
  566.  
  567. See also:
  568.  
  569. intended load (3.5.1)
  570.  
  571. 3.5.3 Maximum offered load (MOL)
  572.  
  573. Definition:
  574. The highest number of frames per second that an external source can 
  575. transmit to a DUT/SUT for forwarding to a specified output interface 
  576. or interfaces.
  577.  
  578.  
  579. Mandeville                                                     [Page 10]
  580.  
  581. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  582.  
  583.  
  584. Discussion:
  585. The maximum load that an external device can apply to a DUT/SUT may not 
  586. equal the maximum load allowed by the medium. This will be the case 
  587. when an external source lacks the resources to transmit frames at the 
  588. minimum legal inter-frame gap or when it has sufficient resources to 
  589. transmit frames below the minimum legal inter-frame gap. Moreover, 
  590. maximum load may vary with respect to parameters other than a medium's 
  591. maximum theoretical utilization. For example, on those media employing 
  592. tokens, maximum load may vary as a function of Token Rotation Time, 
  593. Token Holding Time, or the ability to chain multiple frames to a single 
  594. token. The maximum load that an external device applies to a DUT/SUT 
  595. MUST be specified when measuring forwarding rates.
  596.  
  597. Measurement units:
  598. bits per second
  599. N-octets per second
  600. (N-octets per second / media_maximum-octets per second) x 100
  601.  
  602.  
  603. Issues:
  604.  
  605. See Also:
  606. offered load (3.5.2)
  607.  
  608. 3.5.4 Overloading
  609.  
  610. Definition:
  611. Attempting to load a DUT/SUT in excess of the maximum rate of 
  612. transmission allowed by the medium.
  613.  
  614. Discussion:
  615. Overloading can serve to exercise buffers and buffer allocation 
  616. algorithms as well as congestion control mechanisms. 
  617.  
  618. The number of input interfaces required to overload one or more output
  619. interfaces of a DUT/SUT will vary according to the media rates of the 
  620. interfaces involved. An external source can also overload an interface 
  621. by transmitting frames below the minimum inter-frame gap. This can 
  622. serve to determine whether a device respects the minimum inter-frame 
  623. gap.
  624.  
  625. Overloading can be achieved with unidirectional, bidirectional and 
  626. meshed traffic.
  627.  
  628. Measurement units:
  629. N-octets per second
  630. (N-octets per second / media_maximum-octets per second) x 100
  631. N-octet frames per second
  632.  
  633.  
  634.  
  635. Mandeville                                                     [Page 11]
  636.  
  637. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  638.  
  639.  
  640. Issues:
  641.  
  642. See Also:
  643. offered load (3.5.2)
  644.  
  645. 3.6 Forwarding rates
  646.  
  647. This group of definitions applies to the rates at which traffic is 
  648. forwarded by any DUT/SUT in response to a stimulus.
  649.  
  650. 3.6.1 Forwarding rate (FR)
  651.  
  652. Definition:
  653. The number of frames per second that a device can be observed to 
  654. successfully transmit to the correct destination interface in response 
  655. to a specified offered load.
  656.  
  657. Discussion:
  658. Unlike throughput defined in section 3.17 of RFC 1242, forwarding rate 
  659. makes no explicit reference to frame loss. Forwarding rate refers to 
  660. the number of frames per second observed on the output side of the 
  661. interface under test and MUST be reported in relation to the offered 
  662. load. Forwarding rate can be measured with different traffic 
  663. orientations and distributions.
  664.  
  665. It should be noted that the forwarding rate of a DUT/SUT 
  666. may be sensitive to the action of congestion control mechanisms.
  667.  
  668. Measurement units:
  669. N-octet frames per second
  670.  
  671. Issues:
  672.  
  673. See Also:
  674. offered load (3.5.2)
  675. forwarding rate at maximum offered load (3.6.2)
  676. maximum forwarding rate (3.6.3)
  677.  
  678. 3.6.2 Forwarding rate at maximum offered load (FRMOL)
  679.  
  680. Definition:
  681. The number of frames per second that a device can be observed to 
  682. successfully transmit to the correct destination interface in response 
  683. to the maximum offered load.
  684.  
  685. Discussion:
  686. Forwarding rate at maximum offered load may be less than the maximum 
  687. rate at which a device can be observed to successfully forward traffic. 
  688. This will be the case when the ability of a device to forward frames 
  689.  
  690.  
  691. Mandeville                                                     [Page 12]
  692.  
  693. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  694.  
  695.  
  696. degenerates when offered traffic at maximum load. Maximum offered load 
  697. MUST be cited when reporting forwarding rate at maximum offered load.
  698.  
  699. Measurement units:
  700. N-octet frames per second
  701.  
  702. Issues:
  703.  
  704. See Also:
  705. maximum offered load (3.5.3)
  706. forwarding rate (3.6.1)
  707. maximum forwarding rate (3.6.3)
  708.  
  709. 3.6.3 Maximum forwarding rate (MFR)
  710.  
  711. Definition:
  712. The highest forwarding rate of a DUT/SUT taken from an iterative set 
  713. of forwarding rate measurements.
  714.  
  715. Discussion:
  716. The forwarding rate of a device may degenerate before maximum load is 
  717. reached. The load applied to a device must be cited when reporting 
  718. maximum forwarding rate.
  719.  
  720. The following example illustrates how the terms relative to loading and
  721. forwarding rates are meant to be used. In particular it shows how the
  722. distinction between forwarding rate at maximum offered load (FRMOL) 
  723. and maximum forwarding rate (MFR)can be used to characterize a DUT/SUT.
  724.  
  725.                    (A)                 (B)
  726.                Test Device           DUT/SUT
  727.                Offered Rate      Forwarding Rate
  728.                ------------      ---------------
  729.             1.  14,880 fps           7,400 fps
  730.             2.  13,880 fps           8,472 fps
  731.             3.  12,880 fps          12,880 fps
  732.  
  733.   Column A      - Oload
  734.   Column B      - FR
  735.   Row 1, Col A  - MOL
  736.   Row 1, Col B  - FRMOL
  737.   Row 3, Col B  - MFR
  738.  
  739. Measurement units:
  740. N-octet frames per second
  741.  
  742. Issues:
  743.  
  744.  
  745.  
  746.  
  747. Mandeville                                                     [Page 13]
  748.  
  749. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  750.  
  751.  
  752. See Also:
  753. offered load (3.5.2)
  754. forwarding rates (3.6.1)
  755. forwarding rate at maximum load (3.6.2)
  756.  
  757. 3.7 Congestion control
  758.  
  759. This group of definitions applies to the behavior of a DUT/SUT when 
  760. congestion or contention is present.
  761.  
  762. 3.7.1 Backpressure
  763.  
  764. Definition:
  765. Any technique used by a DUT/SUT to attempt to avoid frame loss by 
  766. impeding external sources of traffic from transmitting frames to 
  767. congested interfaces.
  768.  
  769. Discussion:
  770. Some switches send jam signals, for example preamble bits, back to 
  771. traffic sources when their transmit and/or receive buffers start to 
  772. overfill. Switches implementing full duplex Ethernet links may use IEEE 
  773. 802.3x Flow Control for the same purpose. Such devices may incur no 
  774. frame loss when external sources attempt to offer traffic to congested 
  775. or overloaded interfaces.
  776.  
  777. It should be noted that jamming and other flow control methods may slow 
  778. all traffic transmitted to congested input interfaces including traffic 
  779. intended for uncongested output interfaces.
  780.  
  781. Measurement units:
  782. frame loss on congested interface or interfaces
  783. N--octet frames per second between the interface applying backpressure 
  784. and an uncongested destination interface
  785.  
  786. Issues:
  787. jamming not explicitly described in standards
  788.  
  789. See Also:
  790. forward pressure (3.7.2)
  791.  
  792. 3.7.2 Forward pressure
  793.  
  794. Definition:
  795. Methods which depart from or otherwise violate a defined standardized 
  796. protocol in an attempt to increase the forwarding performance of a 
  797. DUT/SUT.
  798.  
  799.  
  800.  
  801.  
  802.  
  803. Mandeville                                                     [Page 14]
  804.  
  805. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  806.  
  807.  
  808. Discussion:
  809. A DUT/SUT may be found to inhibit or abort back-off algorithms in order 
  810. to force access to the medium when contention occurs. It should be 
  811. noted that the back-off algorithm should be fair whether the DUT/SUT is 
  812. in a congested or an uncongested state. Transmission below the minimum 
  813. inter-frame gap or the disregard of flow control primitives fall into 
  814. this category.
  815.  
  816. Measurement units:
  817. intervals between frames in microseconds
  818. intervals in microseconds between transmission retries during 16 
  819. successive collisions.
  820.  
  821. Issues:
  822. truncated binary exponential back-off algorithm
  823.  
  824. See also:
  825. backpressure (3.7.1)
  826.  
  827. 3.7.3 Head of line blocking
  828.  
  829. Definition:
  830. Frame loss observed on an uncongested output interface whenever frames 
  831. are received from an input interface which is also attempting to 
  832. forward frames to a congested output interface.
  833.  
  834. Discussion:
  835. It is important to verify that a switch does not slow transmission or 
  836. drop frames on interfaces which are not congested whenever overloading 
  837. on one of its other interfaces occurs.
  838.  
  839. Measurement units:
  840. frame loss recorded on an uncongested interface when receiving frames 
  841. from an interface which is also forwarding frames to a congested 
  842. interface.
  843.  
  844. Issues:input buffers
  845.  
  846. See Also:
  847. unidirectional traffic (3.2.1)
  848.  
  849. 3.8 Address handling
  850.  
  851. This group of definitions applies to the process of address resolution 
  852. which enables a DUT/SUT to forward frames to the correct destination.
  853.  
  854. 3.8.1 Address caching capacity
  855.  
  856.  
  857.  
  858. Mandeville                                                     [Page 15]
  859.  
  860. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  861.  
  862.  
  863. Definition:
  864. The number of MAC addresses per n interfaces, per module or per device 
  865. that a DUT/SUT can cache and successfully forward frames to without 
  866. flooding or dropping frames.
  867.  
  868. Discussion: 
  869.  
  870. Users building networks will want to know how many nodes they can 
  871. connect to a DUT/SUT. This makes it necessary to verify the number of 
  872. MAC addresses that can be assigned per n interfaces, per module and per 
  873. chassis before a DUT/SUT begins flooding frames.
  874.  
  875. Measurement units:
  876. number of MAC addresses per n interfaces, per module and/or per chassis
  877.  
  878. Issues:
  879.  
  880. See Also:
  881. Address learning rate (3.8.2)
  882.  
  883. 3.8.2 Address learning rate
  884.  
  885. Definition:
  886. The maximum rate at which a switch can learn new MAC addresses before 
  887. starting to flood or drop frames.
  888.  
  889. Discussion:
  890. Users may want to know how long it takes a switch to build its address 
  891. tables. This information is useful to have when considering how long it 
  892. takes a network to come up when many users log on in the morning or 
  893. after a network crash. 
  894.  
  895. Measurement units:
  896. frames per second with each successive frame sent to the switch 
  897. containing a different source address.
  898.  
  899. Issues:
  900.  
  901. See Also: address caching capacity (3.8.1)
  902.  
  903. 3.8.3 Flood count
  904.  
  905. Definition:
  906. Frames forwarded to interfaces which do not correspond to the 
  907. destination MAC address information when traffic is offered to a 
  908. DUT/SUT for forwarding.
  909.  
  910.  
  911.  
  912.  
  913.  
  914. Mandeville                                                     [Page 16]
  915.  
  916. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  917.  
  918.  
  919. Discussion:
  920. When recording throughput statistics it is important to check that 
  921. frames have been forwarded to their proper destinations. Flooded frames 
  922. MUST NOT be counted as received frames. Both known and unknown unicast 
  923. frames can be flooded.
  924.  
  925. Measurement units:
  926. N-octet valid frames
  927.  
  928. Issues:
  929. Spanning tree BPDUs.
  930.  
  931. See Also:
  932. address caching capacity (3.8.1)
  933.  
  934. 3.9 Errored frame filtering
  935.  
  936. This group of definitions applies to frames with errors which a DUT/SUT 
  937. may filter.
  938.  
  939. 3.9.1 Errored frames
  940.  
  941. Definition:
  942. Frames which are over-sized, under-sized, misaligned or with an errored 
  943. Frame Check Sequence.
  944.  
  945. Discussion:
  946. Switches, unlike IEEE 802.1d compliant bridges, do not necessarily 
  947. filter all types of illegal frames. Some switches, for example, which 
  948. do not store frames before forwarding them to their destination 
  949. interfaces may not filter over-sized frames (jabbers) or verify the 
  950. validity of the Frame Check Sequence field. Other illegal frames are 
  951. under-sized frames (runts) and misaligned frames.
  952.  
  953. Measurement units:n/a
  954.  
  955. Issues:
  956.  
  957. See Also:
  958.  
  959. 3.10 Broadcasts
  960. This group of definitions applies to MAC layer and network layer 
  961. broadcast frames.
  962.  
  963. 3.10.1 Broadcast forwarding rate
  964.  
  965. Definition:
  966. The number of broadcast frames per second that a DUT/SUT can be 
  967.  
  968.  
  969.  
  970. Mandeville                                                     [Page 17]
  971.  
  972. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  973.  
  974.  
  975. observed to deliver to all interfaces located within a broadcast domain 
  976. in response to a specified offered load.
  977.  
  978. Discussion:
  979. There is no standard forwarding mechanism used by switches to forward 
  980. broadcast frames. It is useful to determine the broadcast forwarding 
  981. rate for frames switched between interfaces on the same card, interfaces
  982. on different cards in the same chassis and interfaces on different 
  983. chassis linked together over backbone connections. The terms maximum 
  984. broadcast forwarding rate and broadcast forwarding rate at maximum load 
  985. follow directly from the terms already defined for forwarding rate 
  986. measurements in section 3.6 above.Measurement units:
  987. N-octet frames per second
  988.  
  989. Issues:
  990.  
  991. See Also:
  992. forwarding rate at maximum load (3.6.2)
  993. maximum forwarding rate (3.6.3)
  994. broadcast latency (3.10.2)
  995.  
  996. 3.10.2 Broadcast latency
  997.  
  998. Definition:
  999. The time required by a DUT/SUT to forward a broadcast frame to each 
  1000. interface located within a broadcast domain.
  1001.  
  1002. Discussion:
  1003. Since there is no standard way for switches to process broadcast 
  1004. frames, broadcast latency may not be the same on all receiving 
  1005. interfaces of a switching device. The latency measurements SHOULD be 
  1006. bit oriented as described in 3.8 of RFC 1242. It is useful to determine
  1007. broadcast latency for frames forwarded between interfaces on the same 
  1008. card, interfaces on different cards in the same chassis and interfaces 
  1009. on different chassis linked together over backbone connections.
  1010.  
  1011. Measurement units:
  1012. nanoseconds
  1013. microseconds
  1014. milliseconds
  1015. seconds
  1016.  
  1017. Issues:
  1018.  
  1019. See Also:
  1020. broadcast forwarding rate (3.10.1)
  1021.  
  1022. 4. Security Considerations
  1023.  
  1024. This document raises no security issues.
  1025.  
  1026. Mandeville                                                     [Page 18]
  1027.  
  1028. INTERNET-DRAFT    Benchmarking Terminology for LAN Switches    July 1997
  1029.  
  1030.  
  1031. 5. References:
  1032.  
  1033. 1. RFC 1242 "Benchmarking Terminology for Network Interconnect Devices"
  1034. 2. RFC 1944 "Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices"
  1035.  
  1036. 6. Acknowledgments
  1037.  
  1038. A special thanks goes to the IETF BenchMarking Methodology WorkGroup 
  1039. for the many suggestions it collectively made to help complete this RFC. 
  1040. Kevin Dubray (Bay Networks), Jean-Christophe Bestaux (ENL), Ajay Shah 
  1041. (WG), Henry Hamon (Netcom Systems), Stan Kopek (3Com) and Doug Ruby 
  1042. (Prominet) provided valuable input at various stages of this project.
  1043.  
  1044. 7. Author's Address
  1045.  
  1046. Robert Mandeville
  1047. European Network Laboratories (ENL)
  1048. 6, Parc Ariane "Le Mercure"
  1049. Boulevard des Chenes
  1050. 78284 Guyancourt
  1051. France
  1052.  
  1053. phone: + 33 1 39 44 12 05 or mobile phone + 33 6 07 47 67 10
  1054. fax: + 33 1 39 44 12 06
  1055. email: bob.mandeville@eunet.fr
  1056.  
  1057.  
  1058.  
  1059.  
  1060.  
  1061.  
  1062.  
  1063.  
  1064.  
  1065.  
  1066.  
  1067.  
  1068.  
  1069.  
  1070.  
  1071.  
  1072.  
  1073.  
  1074.  
  1075.  
  1076.  
  1077.  
  1078.  
  1079.  
  1080.  
  1081.  
  1082. Mandeville                                                     [Page 19]
  1083.