好马配金鞍

　　在上一期连载中，我们介绍了与北京市某学校信息中心合作进行的一次硬件平台选型测试，并以此为依据，证实了x86 平台在网络业务处理方面的潜力。随后一段时间内，我们收到了许多来自厂商、用户的咨询；个别用户甚至愿意提供更完善的环境，希望我们将这一系列测试长期进行下去，持续公开更详细的测试结果。对于来自读者的热情关注，我们表示感谢，并将在后续连载中安排更多平台的测试分析。同时，我们也在这里介绍一款经常使用的网络通信平台评估软件NCPBench，供读者进行独立的性能评估。

　　以互联网的名义

　　NCPBench 是近期兴起的一款测试软件， 用于评估x86 硬件平台做网络业务处理时的性能。在我们看来，该软件融入了大量的互联网基因，与日常使用的诸多软硬件评估产品有着明显的不同。众所周知，用户参与是互联网产品成功的基本要素，NCPBench 显然抓住了这个要点，在产品发展的方向性上与用户需求保持着高度一致。该软件采用了十分开放的构建模式，版本升级比较迅速。与之对应的，在主要功能保持稳定的情况下，再根据用户反馈需求的迫切性，逐步完善产品的细节功能。而互动的效果则取决于用户数量与质量，所以NCPBench 本着“让更多人使用”的理念，采用了免费的许可授权模式，允许甚至鼓励被用于包括商业在内的各类评估环境。

　　NCPBench 与其他软硬件评估产品的第二个不同，体现在操作的便捷性方面。一般来说， 网络通信、信息安全等领域的测试解决方案都比较复杂， 使用时需要较高的专业素养， 配置过程也相对麻烦。NCPBench 则很好地简化了用户端的工作，使用时只需对网络接口、业务模式等几个必要环节进行设置，即可进行性能测试。一键式安装也是非常实用的功能，我们拿到新的硬件平台，用几分钟时间就可以将NCPBench 安装到本地或USB 存储设备上，而不必经历从磁盘分区到编译的诸多步骤。该软件还内置了常见的硬件驱动，在多数平台上可以直接发挥出硬件的所有潜力。

　　利用NCPBench， 我们可以评估任何x86 平台的网络业务处理能力。现阶段该软件提供了“转发”与“业务”两种应用模型，前者不对数据包进行任何处理，考察的是硬件平台的数据包转发极限；后者将建立数据流的概念，其业务复杂度与NAT、状态检测引擎类似。通常，我们会测试x86 硬件平台在两种模型下的吞吐量与延迟，当然这些结果都是理论值，仅供评估参考。根据经验来看，设备在真实流量下的综合效能，如果能达到模拟测试环境中的50%， 就已经相当难得了。不过“转发”模型下的性能还是很重要的，毕竟对于没有任何加速逻辑的x86 平台来说，数据包纯转发的性能是一个极限标杆。没有高性能转发做支撑，任何上层业务都将是纸上谈兵。

　　高性能的诱惑

　　众所周知，目前x86 平台用做网络业务处理时，首先要解决的就是多个处理器内核间的调度与资源分配问题。如果使用传统的处理模型，很可能导致资源使用的不平衡，无法发挥出硬件平台的整体性能；而多核并行处理的模式，虽然在理论上可以提升性能， 实际使用时的效果却大多令人难以满意。NCPBench 在这方面就显得非常灵活，用户可以人为设定用做转发及业务处理的内核数量，并且转发与业务在每个独立内核上也都是并行处理，系统呈纯SMP 形态。该软件也不像某些同类产品那样必须人为地将网络接口与处理器内核进行绑定，而是根据硬件平台配备的接口种类及数量，自动建立关联关系。

　　经过多次测试，我们已经确认NCPBench 在x86 平台上可以做到非常强悍的数据包转发性能。现有测试数据中，64byte UDP 数据包的最大转发速率接近30Mpps，是在英特尔Sandy Bridge 搭配i82599万兆网卡的平台下测得，此时使用RFC 2544 规定的7 种帧长的数据包测试转发延迟，时间也均在10 微秒以内。这意味着，x86 平台用做20G/40G 环境中的业务处理，并非是遥不可及的目标。需要注意的是，x86 平台所能达到的数据包转发能力与处理器、桥片、网卡芯片等都有很大关系，如果在硬件规格上无法很好地匹配，性能瓶颈就会过早地出现。我们发现，网络通信硬件平台大多经过有针对性的定制，硬件搭配相对合理；服务器的配置则大多是计算远强于网络，很可能要另行采用高性能网卡以达到更快的转发速度。

　　为了让用户更方便地了解x86 硬件平台的网络处理性能，NCPBench 还内置了一个自评估工具。该工具的使用极其简单，只需用网线将要测试的接口两两互联，就可以在环路内生成指定帧长、方向、强度的UDP 测试流量，对硬件平台自身进行测试（因为测试流量的生成本身需要消耗一定的资源）。我们注意到在多数情况下，使用自评估工具得到的性能值都较测试仪得到的略低，但观察到的最大一次误差也仅在3% 以内，还是具有比较强的参考价值。