Výkon SD-WAN Edge a data škálování

Představení

Testy představují běžné scénáře nasazení za účelem poskytnutí doporučení, která se týkají většiny nasazení. Zde uvedené testovací data nejsou všezahrnující metriky ani limity výkonu nebo škálování. Existují implementace, kde pozorovaný výkon překročí výsledky testu, ale i takové, kde konkrétní služby, extrémně malé velikosti paketů nebo jiné faktory mohou snížit výkon pod výsledky testu.

Zákazníci mohou provádět nezávislé testy sami a výsledky se mohou lišit. Doporučení založená na výsledcích našich testů jsou však pro většinu nasazení adekvátní.

Zařízení VMware SD-WAN Edge

Zařízení VMware SD-WAN Edge jsou bezobslužná zařízení podnikové úrovně, která poskytují bezpečné optimalizované připojení k soukromým, veřejným a hybridním aplikacím, výpočetním a virtualizovaným službám. Zařízení VMware SD-WAN Edge provádějí hloubkové rozpoznávání sledů provozu, měření metrik výkonu transportu na přenosové vrstvě (underlay) a aplikují kvalitu služby na úrovni koncových uživatelů uplatněním vedení linek založených na paketech a nápravami aplikací na vyžádání, a to kromě podpory dalších virtualizovaných síťových služeb.

Testovací metodologie

V tomto pododdílu je podrobně popsán výkon a metodologie testování škálování, která se používá k odvození výsledků.

Metodologie testování výkonu

Metodologie testování pro zařízení Edge používá standardní srovnávací testy RFC 2544 jako architekturu pro provádění testování výkonu propustnosti. Během testování existují specifické změny nastaveného typu použitého provozu a konfigurací, které jsou popsány níže:

Výkon se měří za použití plně funkční topologie overlay sítě SD-WAN (tunely DMPO), aby bylo možné využívat funkce SD-WAN a získat výsledky, které lze použít pro sítě WAN odpovídající velikosti. Testování se provádí za použití stavového provozu, který vytváří více sledů (připojení) a je kombinací známých aplikací. Počet sledů závisí na testovaném modelu platformy. Platformy jsou rozděleny očekávaným agregačním výkonem modelů s výkonem nižším než 1 GB/s a více než 1 GB/s. K úplnému využití a určení maximální propustnosti platforem, u nichž se očekává výkon pod 1 Gb/s, jsou obvykle potřeba stovky sledů. Tisíce toků se používají k využití platforem s výkonem vyšším než 1 Gb/s.
Profily provozu simulují dvě podmínky síťového provozu:
- Velký paket, 1300bajtová podmínka.
- IMIX, kombinace velikostí paketů s průměrnou 417bajtovou podmínkou.
Tyto profily provozu se používají odděleně k měření maximální propustnosti na jeden profil.
Výsledky výkonu jsou zaznamenávány rychlostí zahození paketu (PDR) 0,01 %. Značka PDR poskytuje realističtější výsledek výkonu, který zohledňuje normální zahazování paketů, ke kterému může dojít v kanálu paketů SD-WAN v zařízení. PDR 0,01 % nemá vliv na prostředí aplikace ani ve scénářích s jednou nasazenou linkou.
- Testované zařízení je nakonfigurováno s následujícími funkcemi DMPO; šifrování IPsec pomocí AES-128 a SHA1 pro hašování, rozpoznávání aplikací, měření SLA linků a předávání na paket. Pravidla řízení jsou nakonfigurována tak, aby odpovídala veškerému provozu jako provozu s hromadnou/nízkou prioritou, aby se zabránilo spuštění DMPO NACK nebo FEC, což by mohlo nesprávně změnit sledování počtu paketů generátoru provozu.

Výsledky testu

Výsledky výkonu a škálování VMware SD-WAN Edge

Metriky výkonu jsou založeny na výše uvedené metodologii testování.

Výkon přepínaného portu: Zařízení VMware SD-WAN Edge jsou navržena tak, aby mohla být nasazena jako směrovače brány mezi sítěmi LAN a WAN. Zařízení Edge však také nabízejí flexibilitu při plnění různých topologií nasazení. Zařízení SD-WAN Edge kupříkladu mohou mít rozhraní nakonfigurovaná tak, aby fungovala jako přepínané porty, což umožňuje přepínání provozu LAN mezi různými rozhraními sítě LAN bez potřeby externího zařízení.

Zařízení Edge s rozhraními konfigurovanými jako přepínané porty je ideální pro nasazení v malých kancelářích, kde není vyžadována vysoká propustnost, protože další vrstva složitosti potřebná pro přepínání provozu snižuje celkový výkon systému. U většiny nasazení VMware doporučuje používat všechna rozhraní se směrováním.

Poznámka:

Maximální propustnost zařízení Edge představuje součet propustnosti napříč všemi rozhraními testového zařízení Edge.
Celkový provoz představuje „souhrn“ všech sledů provozu směřujících do a ze zařízení Edge.

Tabulka 1. Fyzická zařízení Edge používající verzi Edge 6.0.0
VMware SD-WAN Edge	510, 510N	510-LTE	520	520V	540	610, 610C, 610N	610-LTE	710 W
Maximální propustnost velkých paketů (1 300 bajtů)
Všechny porty směrovaného režimu	850 Mb/s	850 Mb/s	850 Mb/s	850 Mb/s	1,5 Gb/s	850 Mb/s	850 Mb/s	950 Mb/s
Maximální propustnost internetového provozu (IMIX)
Všechny porty směrovaného režimu	300 Mb/s	300 Mb/s	300 Mb/s	300 Mb/s	650 Mb/s	300 Mb/s	300 Mb/s	350 Mb/s
Všechny porty směrovaného režimu s aktivovanou službou Edge Intelligence.	200 Mb/s	200 Mb/s	200 Mb/s	200 Mb/s	500 Mb/s	200 Mb/s	200 Mb/s	265 Mb/s
Všechny porty se směrovaným režimem s IPS, filtrováním škodlivých IP adres a aktivovanou stavovou bránou firewall	140 Mb/s	140 Mb/s	140 Mb/s	140 Mb/s	350 Mb/s	175 Mb/s	175 Mb/s	300 Mb/s
Všechny porty se směrovaným režimem v rámci služby Edge Intelligence s IPS, filtrováním škodlivých IP adres a aktivovanou stavovou bránou firewall.	140 Mb/s	140 Mb/s	140 Mb/s	140 Mb/s	300 Mb/s	150 Mb/s	150 Mb/s	200 Mb/s
Ostatní vektory škálování
Maximální škálovatelnost tunelu	50	50	50	50	100	50	50	50
Sledy za sekundu	2 400	2 400	2 400	2 400	4 800	2 400	2 400	4 000
Toky za sekundu s aktivovanou službou Edge Intelligence	1 200	1 200	1 200	1 200	1 200	1 200	1 200	3 200
Maximální počet souběžných sledů	225K	225K	225K	225K	225K	225K	225K	225K
Maximální počet souběžných sledů s aktivovanou službou Edge Intelligence	110K	110K	110K	110K	110K	110K	110K	110K
Maximální počet souběžných sledů s IPS, filtrováním škodlivých IP adres a aktivovanou stavovou bránou firewall.	110K	110K	110K	110K	110K	110K	110K	110K
Maximální počet souběžných sledů s aktivovanou službou Edge Intelligence, IPS, filtrováním škodlivých IP adres a stavovou bránou firewall.	110K	110K	110K	110K	110K	110K	110K	110K
Maximální počet směrů BGP	100 K	100 K	100 K	100 K	100 K	100 K	100 K	110K
Maximální počet segmentů (Maximum Number of Segments)	32	32	32	32	32	32	32	32
Maximální počet položek NAT	225K	225K	225K	225K	225K	225K	225K	225K

Tabulka 2.
VMware SD-WAN Edge	620, 620C, 620N	640, 640C, 640N	680, 680C, 680N	840	2 000	3400, 3400C	3800, 3800C	3810
Maximální propustnost velkých paketů (1 300 bajtů)
Všechny porty směrovaného režimu	1,55 Gb/s	5,5 Gb/s	8,5 Gb/s	6,5 Gb/s	15,5 Gb/s	11 Gb/s	16 Gb/s	16 Gb/s
Maximální propustnost internetového provozu (IMIX)
Všechny porty směrovaného režimu	950 Mb/s	2,2 Gb/s	3,2 Gb/s	2,2 Gb/s	6,2 Gb/s	3,6 Gb/s	6,5 Gb/s	6,5 Gb/s
Všechny porty směrovaného režimu s aktivovanou službou Edge Intelligence.	700 Mb/s	1,0 Gb/s	2,0 Gb/s	1,5 Gb/s	5,0 Gb/s	3,0 Gb/s	5,0 Gb/s	5,0 Gb/s
Všechny porty se směrovaným režimem s IPS a aktivovanou stavovou bránou firewall.	500 Mb/s	700 Mb/s	1,5 Mb/s	1,0 Gb/s	3,5 Gb/s	2,5 Gb/s	4,0 Gb/s	4,0 Gb/s
Všechny porty se směrovaným režimem v rámci služby Edge Intelligence s IPS a aktivovanou stavovou bránou firewall.	450 Mb/s	600 Mb/s	1,5 Gb/s	800 Mb/s	3,5 Gb/s	2,5 Gb/s	4,0 Gb/s	4,0 Gb/s
Ostatní vektory škálování
Maximální škálovatelnost tunelu	100	400	800	400	6 000	4 000	6 000	6 000
Sledy za sekundu	4 800	19 200	19 200	19 200	50 000	38 400	50 000	50 000
Toky za sekundu s aktivovanou službou Edge Intelligence	2 400	9 600	9 600	9 600	25 000	19 200	25 000	25 000
Maximální počet souběžných sledů	460K	1,15 M	1,9 M	1,9 M	1,9 M	1,9 M	3,8 M	3,8 M
Maximální počet souběžných sledů s IPS, filtrováním škodlivých IP adres a aktivovanou stavovou bránou firewall.	230K	460K	960 K	460K	1,9 M	960 K	1,9 M	1,9 M
Maximální počet souběžných sledů s aktivovanou službou Edge Intelligence	230K	460K	960 K	460K	1,0 M	960 K	960 K	960 K
Maximální počet souběžných sledů s aktivovanou službou Edge Intelligence, IPS, filtrováním škodlivých IP adres a stavovou bránou firewall.	230K	460K	960 K	460K	1,0 M	960 K	960 K	960 K
Maximální počet směrů BGP	100 K	100 K	100 K	100 K	100 K	100 K	100 K	100 K
Maximální počet segmentů	128	128	128	128	128	128	128	128
Maximální počet položek NAT	460K	960 K	960 K	960 K	1,9 M	960 K	1,9 M	1,9 M

Poznámka:

Výkon velkého paketu (Large Packet) vychází z datové části velkého paketu (1 300 bajtů) s šifrováním AES-128 a zapnutým DPI.
Výkon internetového provozu (IMIX) je založen na průměrné velikosti paketu 417bajtové datové části se šifrováním AES-128 a zapnutým DPI.
Čísla výkonu služby Edge Intelligence byla měřena 400bajtovou datovou částí.
Čísla výkonu IPS (IPS) a Stavová brána firewall (Stateful Firewall) byla měřena pomocí nastavení TREX s průměrnou velikostí paketu 400 bajtů.

Důležité: Maximální škálovatelnost tunelu je chápána jako celkový počet tunelů, které může model Edge vytvořit najednou u všech ostatních lokalit. Maximální počet tunelů, které může Edge zřídit s jiným Edge nebo bránou je 16 bez ohledu na model nebo typ Edge. Každá veřejná linka WAN, která zařízení Edge používá, vytvoří tunel s každou linkou WAN, která má zařízení Edge nebo brána druhé strany.

Například: Edge 1 s veřejnými linkami WAN A, B, C a D se připojí k Edge 2 s veřejnými linkami WAN E, F, G a H. Link WAN A od Edge 1 vytvoří tunel s každým z linků WAN E, F, G a H Edge 2 pro celkem 4 tunely pro link WAN A do Edge 2. To platí pro další linky WAN zařízení Edge 1 B, C a D. Každý vytvoří tunely se čtyřmi veřejnými linkami WAN zařízení Edge 2, a čtyři linky WAN se 4 tunely mají za následek, že zařízení Edge 1 má celkem 16 tunelů k zařízení Edge 2. V tomto příkladu nelze mezi dvěma Edge navázat žádná další tunelová propojení, pokud je k Edge přidána další linka WAN, jelikož bylo dosaženo maximálního počtu.

Tip: V clusteru může být nasazeno více zařízení Edge SD-WAN pro několika gigabitový výkon.

Tabulka 3. Maximální propustnost Edge, když je VNF brány firewall aktivně zřetězována:
Model Edge	520V	620, 620C, 620N	640, 640C, 640N	680, 680C, 680N	840	3400, 3400C	3800, 3800C	3810
Max. Propustnost s FW VNF (1300bajtová)	100 Mb/s	300 Mb/s	600 Mb/s	1 Gb/s	1 Gb/s	2 Gb/s	3 Gb/s	3 Gb/s

Tabulka 4. Vylepšená funkčnost linky s vysokou dostupností (HA)
Model Edge	510, 510N	510-LTE	520, 520v	540	610, 610C, 610N	610-LTE	710 W
Maximální propustnost (IMIX) v rámci vylepšené linky s vysokou dostupností (HA)	220 Mb/s	220 Mb/s	220 Mb/s	480 Mb/s	220 Mb/s	220 Mb/s	260 Mb/s


Model Edge	620, 620C, 620N	640, 640C, 640N	680, 680C, 680N	840	2 000	3400, 3400C	3800, 3800C	3810
Maximální propustnost (IMIX) v rámci vylepšené linky s vysokou dostupností (HA)	700 Mb/s	1 Gb/s	2 Gb/s	1 Gb/s	4 Gb/s	2,5 Gb/s	5 Gb/s	5 Gb/s

Poznámka: Výchozí rozhraní HA (GE1) je přibližně 800 Mb/s pro modely Edge 510, 610 a 620. Ve verzi 5.2 a novějších lze jako rozhraní HA použít jakékoli rozhraní Edge, včetně rozhraní 10G.

Důležité: Výkon s aktivovanou funkcí Edge Intelligence (Performance with Edge Intelligence activated):

Dochází ke snížení výkonu až o 20 %, pokud je aktivována analytika.
Kapacita toku je zmenšena o polovinu, když je aktivována analýza, protože je pro analýzu potřeba paměť a kapacita zpracování navíc.

Čísla škálování Edge nezávislá na platformě

Čísla škálování Edge uvedená v následující tabulce jsou nezávislá na platformě a jsou platná pro všechny modely Edge, hardwarové i virtuální.

Poznámka: Uvedená maximální hodnota pro každou funkci představuje podporované limity, které byly testovány a ověřeny ze strany VMware. V některých případech mohou zákazníci překročit hodnoty vyšší, než jsou uvedeny v tabulce. Pokud zákazník překročí publikovanou maximální hodnotu, prostředí může fungovat, ale VMware nemůže zaručit, že bude.


Funkce	Podporované číslo
Funkce	IPv4	IPv6
Maximální počet pravidel předávání portů pro jeden segment	128	128
Maximální počet pravidel předávání portů v 16 segmentech	128	128
Maximální počet pravidel předávání portů v 128 segmentech	128	128
Maximální počet pravidel odchozí brány firewall v jednom segmentu	2040	2040
Maximální počet pravidel odchozí brány firewall v 16 segmentech	2040	2040
Maximální počet pravidel odchozí brány firewall v 128 segmentech	2040	2040
Maximální počet pravidel 1:1 NAT na jednom segmentu	128	128
Maximální počet pravidel 1:1 NAT v 16 segmentech	128	128
Maximální počet pravidel 1:1 NAT v 128 segmentech	128	128
Maximální počet pravidel NAT na straně LAN pro jeden segment	256	–
Maximální počet pravidel NAT na straně LAN v 16 segmentech	256	–
Maximální počet pravidel NAT na straně LAN v 128 segmentech	256	–
Maximální počet skupin objektů (1000 pravidel řízení, každé pravidlo řízení je přiřazeno jedné skupině objektů, každá skupina objektů podporuje 255 skupin adres)	1000	1000

Virtuální zařízení Edge

Tabulka 5. Privátní cloud (hypervizory)
Zařízení Edge	Maximální propustnost	Maximální počet tunelů	Sledy za sekundu	Maximální počet souběžných sledů	Maximální počet směrů	Maximální počet segmentů
Virtuální zařízení Edge ESXi (2jádrové, VMXNET3)	1,5 Gb/s (1 300bajtové) 900 Mb/s (IMIX)	50	2400	240 K	35 K	128
Virtuální zařízení Edge KVM (2jádrové, Linux Bridge)	800 Mb/s (1 300bajtové) 250 Mb/s (IMIX)	50	2400	240 K	35 K	128
Virtuální zařízení Edge KVM (2jádrové, SR-IOV)	1,5 Gb/s (1 300bajtové) 900 Mb/s (IMIX)	50	2400	240 K	35 K	128
Virtuální zařízení Edge ESXi (4jádrové, VMXNET3)	4 Gb/s (1300bajtové) 1,5 Gb/s (IMIX)	400	4800	480 K	35 K	128
Virtuální zařízení Edge ESXi (4jádrové, SR-IOV)	5 Gb/s (1300bajtové) 1,5 Gb/s (IMIX)	400	4800	480 K	35 K	128
Virtuální zařízení Edge KVM (4jádrové, Linux Bridge)	1 Gb/s (1300bajtové) 350 Mb/s (IMIX)	400	4800	480 K	35 K	128
Virtuální zařízení Edge KVM (4jádrové, SR-IOV)	4 Gb/s (1300bajtové) 1,5 Gb/s (IMIX)	400	4800	480 K	35 K	128
Virtuální zařízení Edge ESXi (8jádrové, VMXNET3)	6 Gb/s (1300bajtové) 2 Gb/s (IMIX)	800	28 800	1,9 M	35 K	128
Virtuální zařízení Edge ESXi (8jádrové, SR-IOV)	6 Gb/s (1300bajtové) 3 Gb/s (IMIX)	800	28 800	1,9 M	35 K	128
Virtuální zařízení Edge KVM (8jádrové, SR-IOV)	6,5 Gb/s (1300bajtové) 3,2 Gb/s (IMIX)	800	28 800	1,9 M	35 K	128


	2 vCPU	4 vCPU	8 vCPU	10 vCPU
Minimální paměť (DRAM)	8 GB	16 GB	32 GB	32 GB
Minimální úložiště	8 GB	8 GB	16 GB	16 GB
Podporované hypervizory	Verze softwaru 4.0 a vyšší: ESXi 6.5U1, 6.7U1, 7.0 KVM Ubuntu 16.04 a 18.04
Podporovaný veřejný cloud	AWS, Azure, GCP a Alibaba
Podpora sítě I/O	SR-IOV, VirtIO, VMXNET3
Doporučená nastavení hostitele	CPU na frekvenci 2,0 GHz nebo vyšší Konfigurace procesoru: Aktivováno AES-NI. Úspora energie deaktivována Funkce turbo procesoru aktivována Hyperthreading byl deaktivován Minimální sady instrukcí: SSE3, SSE4 a RDTSC. Doporučené sady instrukcí: AVX2 nebo AVX512 Požadovaná nastavení VMware ESXi: Vyhrazení procesoru: Maximum Sdílení procesoru: Vysoké Vyhrazení paměti: Maximum Citlivost na latenci: Vysoká

Poznámka: Metriky výkonu jsou založeny na systému s využitím procesoru Intel ^® Xeon ^® E5-2683 v4 při 2,10 Ghz (AES-NI).

Veřejný cloud

Tabulka 6. Amazon Web Services (AWS)
Typ instance AWS	c5.large	c5.xlarge	c5.2xlarge	c5.4xlarge
Maximální propustnost	100 Mb/s (1300bajtové) 50 Mb/s (IMIX)	200 Mb/s (1300bajtové) 100 Mb/s (IMIX)	1,5 Gb/s (1 300bajtové) 450 Mb/s (IMIX)	4 Gb/s (1300bajtové) 1 Gb/s (IMIX)
Maximální počet tunelů	50	400	800	2 000
Sledy za sekundu	1 200	2 400	4 800	9 600
Maximální počet souběžných sledů	125 000	250 000	550 000	1,9 M
Maximální počet směrů	35 000	35 000	35 000	35 000
Maximální počet segmentů	128	128	128	128

Poznámka: Výkon a škálování c5.2xlarge a c5.4xlarge jsou založeny na službě AWS Enhanced Networking (ovladače ENA SR-IOV), která je „aktivována“.

Tabulka 7. Microsoft Azure (bez zrychleného připojení)
Řady virtuálních počítačů Azure	D2d v4	D4d v4	D8d v4	D16d v4
Maximální propustnost	100 Mb/s (1300bajtové) 50 Mb/s (IMIX)	200 Mb/s (1300bajtové) 100 Mb/s (IMIX)	1 Gb/s (1300bajtové) 450 Mb/s (IMIX)	1 Gb/s (1300bajtové) 450 Mb/s (IMIX)
Maximální počet tunelů	50	400	800	2 000
Sledy za sekundu	1 200	2 400	4 800	4 800
Maximální počet souběžných sledů	125 000	250 000	550 000	550 000
Maximální počet směrů	35 000	35 000	35 000	35 000
Maximální počet segmentů	128	128	128	128

Tabulka 8. Microsoft Azure (se zrychleným připojením)
Řady virtuálních počítačů Azure	Ds3 v2	Ds4 v2	Ds5 v2	D4d v5	D8d v5	D16d v5
Maximální propustnost	2,5 Gb/s (1 300bajtové) 1,5 Gb/s (IMIX)	5,3 Gb/s (1 300bajtové) 2,7 Gb/s (IMIX)	6,5 Gb/s (1300bajtové) 3,1 Gb/s (IMIX)	4,5 Gb/s (1300bajtové) 1,3 Gb/s (IMIX)	6,3 Gb/s (1 300bajtové) 2,7 Gb/s (IMIX)	6,4 Gb/s (1 300bajtové) 2,9 Gb/s (IMIX)
Maximální počet tunelů	400	800	2 000	400	800	2 000
Sledy za sekundu	2 400	4 800	4 800	2 400	4 800	4 800
Maximální počet souběžných sledů	250 000	550 000	550 000	250 000	550 000	550 000
Maximální počet směrů	35 000	35 000	35 000	35 000	35 000	35 000
Maximální počet segmentů	128	128	128	128	128	128

Poznámka:

Funkce Azure Accelerated Networking je podporována pouze od verze 5.4.0.
Funkce Accelerated Networking je podporována pouze u síťových adaptérů Connect-X4 a Connect-X5.

Tabulka 9. Google Cloud Platform
Typ instance GCP	n2-highcpu-4	n2-highcpu-8	n2-highcpu-16
Maximální propustnost	850 Mb/s (1300bajtové) 500 Mb/s (IMIX)	4,5 Gb/s (1300bajtové) 1,6 Gb/s (IMIX)	6,5 Gb/s (1300bajtové) 1,9 Gb/s (IMIX)
Maximální počet tunelů	50	400	800
Sledy za sekundu	1 200	2 400	4 800
Maximální počet souběžných sledů	125 000	250 000	550 000
Maximální počet směrů	35 000	35 000	35 000
Maximální počet segmentů	128	128	128

Použití DPDK na zařízeních VMware SD-WAN Edge

Kvůli lepší propustnosti paketů zařízení VMware SD-WAN Edge používají technologii DPDK (Data Plane Development Kit). DPDK je sada knihoven a ovladačů datových rovin od společnosti Intel, s cílem přenést zpracování paketů TCP z jádra operačního systému do procesů běžících v uživatelském prostoru, což vede k vyšší propustnosti paketů. Další podrobnosti najdete na stránkách https://www.dpdk.org/.

Hardwarové modely Edge 620 a vyšší a všechna virtuální zařízení Edge používají ve svých směrovaných rozhraních ve výchozím nastavení technologii DPDK. Zařízení Edge nepoužívají technologii DPDK ve svých přepínaných rozhraních. Uživatel nemůže pro určité rozhraní Edge aktivovat ani deaktivovat technologii DPDK.