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软件定义网络技术(Software Defined Networking,SDN)的快速发展给传统交换机性能测试技术带来了全新的挑战。一方面,商用交换机性能测试仪无法满足SDN交换机南向协议的快速更迭;另一方面,开源交换机性能测试软件无法适配工业级SDN交换机的高速数据转发能力。本文研究分析了高速SDN交换机的性能测试目标,提出了一种软硬件结合的高速灵活精确的性能测试方案,针对新华三S5560X-34S-EI交换机进行了测试验证。核心工作如下:(1)通过分析SDN交换机的发展趋势和已有性能测试结果,总结出其性能测试的核心目标为:精确的测量结果、灵活的南向协议适配能力以及高速数据转发测试能力。(2)针对南向协议性能测试目标提出了灵活精确的性能测试方案,该方案采用软件构造、捕获和分析报文,保证了灵活的南向协议扩展能力;采用硬件对流量进行时间标记,保证了精确的测试结果。针对数据转发性能测试目标提出了高速精确的性能测试方案,该方案采用硬件来产生和统计高速流量,保证了高速的数据转发测量能力;采用软件来控制硬件行为和显示测量结果,保证了系统的易用性。(3)以OpenFlow协议为例基于FAST架构实现了灵活精确的南向协议性能测试方案和高速精确的数据转发性能测试方案,详细介绍了各个模块的接口设计以及内部逻辑。南向协议性能测试系统可以在满足1Gbps数据探针发送能力、8纳秒时间测量精度的情况下保证灵活的南向协议扩展能力;数据转发性能测试系统可以满足40Gbps的流量产生和统计能力以及4纳秒的延迟测量精度。(4)使用上述方案针对新华三交换机进行了一系列性能测试,客观的评价了该交换机的实际性能,验证了测试方案的可行性。OpenFlow性能测试结果表明:突发流量大于1000个报文时交换机产生PACKET_IN会出现丢包现象;流表空闲计时的误差达到了40%;统计性能指标、PACKET_IN吞吐指标波动剧烈。数据转发性能测试结果表明:1G接口的转发吞吐可以达到1.017Gbps,转发延迟平均为14.8us;10G接口转发吞吐可以达到10.17Gbps,转发延迟平均为4us;40G接口的转发吞吐可以达到40.69Gbps,转发延迟平均为2.9us。