Datos de escala y rendimiento de SD-WAN Edge

Introducción

Las pruebas representan escenarios de implementación comunes para proporcionar recomendaciones que se aplican a la mayoría de las implementaciones. Los datos de prueba en este documento no son métricas que incluyen todo ni son límites de escala o rendimiento. Existen implementaciones en las que el rendimiento observado supera los resultados de la prueba y otras en las que servicios específicos, tamaños de paquetes extremadamente pequeños u otros factores pueden reducir el rendimiento por debajo de los resultados de la prueba.

Los clientes pueden realizar pruebas independientes y los resultados pueden variar. Sin embargo, las recomendaciones basadas en nuestros resultados de prueba son adecuadas para la mayoría de las implementaciones.

VMware SD-WAN Edge

Las instancias de VMware SD-WAN Edge son dispositivos de clase empresarial automatizados que proporcionan una conectividad segura y optimizada a aplicaciones privadas, públicas o híbridas, como también a recursos informáticos y servicios virtualizados. Las instancias de VMware SD-WAN Edge realizan un reconocimiento profundo de las aplicaciones de los flujos de tráfico, las mediciones de métricas de rendimiento del transporte subyacente y aplican la calidad de servicio de extremo a extremo mediante la ejecución de dirección de vínculos basados en paquetes y la corrección de aplicaciones a petición, además de admitir otros servicios de red virtualizados.

Topologías de prueba de rendimiento

Figura 1. FIGURA 1: Topología de prueba de rendimiento para dispositivos de 1 Gbps o inferior

Figura 2. FIGURA 2: Topología de prueba de rendimiento de rendimiento para dispositivos superiores a 1 Gbps

Metodología de prueba

En esta subsección se detalla la metodología de prueba de escala y rendimiento utilizada para obtener los resultados.

Metodología de prueba de rendimiento

La metodología de prueba para instancias de Edge utiliza el estándar RFC 2544 de referencia del sector como marco para ejecutar pruebas de rendimiento. Hay cambios específicos en el tipo de tráfico utilizado y las configuraciones establecidas durante las pruebas, que se describen a continuación:

El rendimiento se mide mediante una topología de prueba de superposición de red de SD-WAN totalmente operativa (túneles DMPO) para ejercer las funciones de SD-WAN y obtener resultados que se puedan utilizar para dimensionar correctamente las redes WAN. Las pruebas se realizan mediante el tráfico con estado que establece varios flujos (conexiones) y es una combinación de aplicaciones conocidas. La cantidad de flujos depende del modelo de plataforma que se pruebe. Las plataformas se dividen por el rendimiento agregado esperado de menos de 1 Gbps y de más de 1 Gbps. Por lo general, se necesitan cientos de flujos para realizar el ejercicio completo y determinar el rendimiento máximo de las plataformas que se espera que funcionen por debajo de 1 Gbps, y se utilizan miles de flujos para ejercer plataformas de más de 1 Gbps.
Los perfiles de tráfico simulan dos condiciones de tráfico de red:
- Paquete grande: una condición de 1300 bytes.
- IMIX: una combinación de tamaños de paquetes que promedian una condición de 417 bytes.
Estos perfiles de tráfico se utilizan por separado para medir el rendimiento máximo por perfil.
Los resultados de rendimiento se registran con una tasa de descarte de paquetes (PDR) de 0,01 %. La marca de PDR proporciona un resultado de rendimiento más realista que representa el descarte normal de paquetes que puede producirse dentro de la canalización de paquetes de SD-WAN en el dispositivo. Un PDR de 0,01 % no afecta a la experiencia de la aplicación, ni siquiera en escenarios de implementación de un solo vínculo.
- El dispositivo en prueba está configurado con las siguientes funciones de DMPO; IPsec cifrado mediante AES-128 y SHA1 para la aplicación de hash, reconocimiento de aplicaciones, mediciones de SLA de vínculo y reenvío por paquete. La directiva empresarial está configurada para que coincida con todo el tráfico como prioridad baja o masiva para evitar que DMPO NACK o FEC se ejecuten y alteren de forma incorrecta el seguimiento del recuento de paquetes del generador de tráfico.

Resultados de la prueba

Resultados de escala y rendimiento de VMware SD-WAN Edge

Las métricas de rendimiento se basan en la metodología de prueba que se detalla más arriba.

Rendimiento del puerto conmutado: las instancias de VMware SD-WAN Edge están diseñadas para implementarse como enrutadores de puerta de enlace entre la LAN y la WAN. Sin embargo, las instancias de Edge también ofrecen la flexibilidad de cumplir con una variedad de otras topologías de implementación. Por ejemplo, las instancias de SD-WAN Edge pueden tener sus interfaces configuradas para funcionar como puertos conmutados, lo que permite la conmutación del tráfico de LAN entre varias interfaces de LAN sin necesidad de un dispositivo externo.

Una instancia de Edge con sus interfaces configuradas como puertos conmutados es ideal para implementaciones de oficinas pequeñas en las que no se requiere un alto rendimiento, ya que la capa adicional de complejidad necesaria para controlar la conmutación de tráfico reduce el rendimiento general del sistema. Para la mayoría de las implementaciones, VMware recomienda utilizar todas las interfaces enrutadas.

Nota:

El Rendimiento máximo del dispositivo Edge es la suma del rendimiento en todas las interfaces de la instancia de Edge en prueba.
El tráfico general es el "agregado" de todos los flujos de tráfico que van hacia y desde un dispositivo Edge.

Tabla 1. Dispositivos físicos de Edge
VMware SD-WAN Edge	510, 510N	510-LTE	520	520V	540	610, 610C, 610N	610-LTE	620, 620C, 620N
Paquete grande de rendimiento máximo (1300 bytes)
Todos los puertos en modo enrutado	350 Mbps	350 Mbps	350 Mbps	350 Mbps	1 Gbps	350 Mbps	350 Mbps	1,5 Gbps
Todos los puertos en modo conmutado	200 Mbps	200 Mbps	200 Mbps	200 Mbps	650 Mbps	300 Mbps	300 Mbps	700 Mbps
Rendimiento máximo del tráfico de Internet (IMIX)
Todos los puertos en modo enrutado	200 Mbps	200 Mbps	200 Mbps	200 Mbps	500 Mbps	200 Mbps	200 Mbps	750 Mbps
Todos los puertos en modo conmutado	80 Mbps	80 Mbps	80 Mbps	80 Mbps	200 Mbps	150 Mbps	150 Mbps	250 Mbps
Otros vectores de escala
Escala de túnel máxima	50	50	50	50	100	50	50	100
Flujos por segundo	2400	2400	2400	2400	4800	2400	2400	4800
Máximo de flujos simultáneos	240%	240%	240%	240%	480%	240%	240%	480%
Cantidad máxima de rutas	100%	100%	100%	100%	100%	100%	100%	100%
Cantidad máxima de segmentos	128	128	128	128	128	128	128	128
Número de entradas de NAT	80%	80%	80%	80%	150%	80%	80%	150%

Tabla 2.
VMware SD-WAN Edge	640, 640C, 640N	680, 680C, 680N	840	2000	3400, 3400C	3800, 3800C	3810
Paquete grande de rendimiento máximo (1300 bytes)
Todos los puertos en modo enrutado	3 Gbps	6 Gbps	4 Gbps	10 Gbps	7 Gbps	10 Gbps	10 Gbps
Todos los puertos en modo conmutado	1 Gbps	1 Gbps	1 Gbps	1,2 Gbps	1,2 Gbps	1,2 Gbps	1,2 Gbps
Rendimiento máximo del tráfico de Internet (IMIX)
Todos los puertos en modo enrutado	1 Gbps	2 Gbps	1,5 Gbps	5 Gbps	2,5 Gbps	5 Gbps	5 Gbps
Todos los puertos en modo conmutado	350 Mbps	350 Mbps	350 Mbps	350 Mbps	900 Mbps	900 Mbps	900 Mbps
Otros vectores de escala
Escala de túnel máxima	400	800	400	6000	4000	6000	6000
Flujos por segundo	19.200	19.200	19.200	38.400	38.400	38.400	38.400
Máximo de flujos simultáneos	1,9 M	1,9 M	1,9 M	1,9 M	1,9 M	1,9 M	1,9 M
Cantidad máxima de rutas	100%	100%	100%	100%	100%	100%	100%
Cantidad máxima de segmentos	128	128	128	128	128	128	128
Número de entradas de NAT	650%	650%	650%	960%	960%	960%	960%

Nota:

El rendimiento de paquetes grandes está basado en una carga útil de paquetes grandes (1300 bytes) con cifrado AES-128 y DPI activados.
El rendimiento del Tráfico de Internet (IMIX) está basado en un tamaño de paquete promedio de una carga útil de 417 bytes con cifrado AES-128 y DPI activados.

Importante: La Escala de túnel máxima (Maximum Tunnel Scale) se comprende como el número total de túneles que un modelo de Edge puede establecer a la vez con todos los demás sitios. Sin embargo, el número máximo de túneles entre dos instancias de Edge o una instancia de Edge y una de Gateway es 16, independientemente del modelo o tipo de Edge.

Cada vínculo WAN (público o privado) que utiliza una instancia de Edge establece dos túneles con otra instancia de Edge o Gateway: una entrante y una saliente. Por ejemplo, si una instancia de Edge tenía cuatro vínculos WAN y se conectó a otra instancia de Edge con cuatro vínculos WAN, el total será de 16 túneles. En este ejemplo, no se podrían establecer túneles adicionales entre las dos instancias de Edge si se agrega un vínculo WAN adicional a cualquiera de las instancias de Edge.

Sugerencia: Se pueden implementar varias instancias de SD-WAN Edge en un clúster para obtener un rendimiento de varios gigabits.

Tabla 3. Rendimiento máximo de Edge cuando una VNF de firewall está encadenada de forma activa al servicio:
Modelo de Edge	520V	620, 620C, 620N	640, 640C, 640N	680, 680C, 680N	840	3400, 3400C	3800, 3800C	3810
Máx. Rendimiento con VNF de firewall (1300 bytes)	100 Mbps	300 Mbps	600 Mbps	1 Gbps	1 Gbps	2 Gbps	3 Gbps	3 Gbps

Tabla 4. Rendimiento de vínculo de alta disponibilidad (HA) mejorado
Modelo de Edge	510, 510N	510-LTE	520, 520v	610, 610C, 610N	610-LTE	620, 620C, 620N
Rendimiento máximo (IMIX) en todo el vínculo de HA mejorado	90 Mbps	90 Mbps	100 Mbps	200 Mbps	200 Mbps	500 Mbps


Modelo de Edge	640, 640C, 640N	680, 680C, 680N	840	2000	3400, 3400C	3800, 3800C	3810
Rendimiento máximo (IMIX) en todo el vínculo de HA mejorado	800 Mbps	800 Mbps	800 Mbps	800 Mbps	800 Mbps	800 Mbps	800 Mbps

Importante: Rendimiento con Edge Network Intelligence habilitado:

Hay un impacto de rendimiento de hasta un 20 % cuando se habilita el análisis.
La capacidad de flujo se reduce a la mitad cuando se habilitan los análisis debido a la memoria y el procesamiento adicionales necesarios para el análisis.

Edge virtual

Tabla 5. Nube privada (hipervisores)
Dispositivo Edge	Rendimiento máximo		Cantidad máxima de túneles	Flujos por segundo	Máximo de flujos simultáneos	Cantidad máxima de rutas	Cantidad máxima de segmentos
Edge virtual de ESXi (VMXNET3 de 2 núcleos)	2 Gbps (1300 bytes) 800 Mbps (IMIX)		50	2400	240%	35%	128
Virtual Edge de KVM (puente de Linux de 2 núcleos)	500 Mbps (1300 bytes) 200 Mbps (IMIX)		50	2400	240%	35%	128
Edge virtual en KVM (SR-IOV de 2 núcleos)	1,25 Gbps (1300 bytes) 600 Mbps (IMIX)		50	2400	240%	35%	128
Edge virtual de ESXi (VMXNET3 de 4 núcleos)	2 Gbps (1300 bytes) 1,5 Gbps (IMIX)		400	19200	1,9 M	35%	128
Edge virtual de ESXi (SR-IOV de 4 núcleos)	2 Gbps (1300 bytes) 1,5 Gbps (IMIX)		400	19200	1,9 M	35%	128
KVM Virtual Edge (puente de Linux de 4 núcleos)	1 Gbps (1300 bytes) 350 Mbps (IMIX)		400	4800	480%	35%	128
Edge virtual en KVM (SR-IOV de 4 núcleos)	2 Gbps (1300 bytes) 1 Gbps (IMIX)		400	19200	1,9 M	35%	128
Edge virtual de ESXi (VMXNET3 de 8 núcleos)	5 Gbps (1300 bytes) 2,5 Gbps (IMIX)		800	38400	1,9 M	35%	128
Edge virtual de ESXi (SR-IOV de 8 núcleos)	Versión 3.4 o versiones anteriores: 5 Gbps (1300 bytes) 2,5 Gbps (IMIX)	Versión 4.0 o posteriores: 9 Gbps (1300 bytes) 4 Gbps (IMIX)	800	38400	1,9 M	35%	128
Virtual Edge de KVM (SR-IOV de 8 núcleos)	Versión 3.4 o versiones anteriores: 3,5 Gbps (1300 bytes) 1 Gbps (IMIX)	Versión 4.0 o posteriores: 9 Gbps (1300 bytes) 3 Gbps (IMIX)	800	38400	1,9 M	35%	128


	2 vCPU	4 vCPU	8 vCPU	10 vCPU
Memoria mínima (DRAM)	8 GB	16GB	32 GB	32 GB
Almacenamiento mínimo	8 GB	8 GB	16 GB	16 GB
Hipervisores compatibles	Versión de software 3.4 o anterior: ESXi 6.0, 6.5U1, 6.7U1 KVM Ubuntu 14.04 LTS o 16.04 Versión de software 4.0 y posteriores: ESXi 6.5U1, 6.7U1, 7.0 KVM Ubuntu 16.04 y 18.04
Nube pública compatible	AWS, Azure, GCP y Alibaba
Compatibilidad con E/S de red	SR-IOV, VirtIO, VMXNET3
Configuración de host recomendada	CPU de 2.0 GHz o superior Conjunto de instrucciones de CPU: AES-NI AVX2 o AVX512 Conjuntos de instrucciones SSE3, SSE4 y RDTSC Se deshabilitó el hiperproceso

Nota: Las métricas de rendimiento se basan en un sistema que utiliza una CPU Intel ^® Xeon ^® E5-2683 v4 a 2,10 GHz.

Nube pública

Tabla 6. Amazon Web Services (AWS)
Tipo de instancia de AWS	c5.large	c5.xlarge	c5.2xlarge
Rendimiento máximo	100 Mbps (1300 bytes) 50 Mbps (IMIX)	200 Mbps (1300 bytes) 100 Mbps (IMIX)	7 Gbps (1300 bytes) 2,4 Gbps (IMIX)
Túneles máximos	50	400	800
Flujos por segundo	1200	2400	4800
Máximo de flujos simultáneos	125 000	250 000	550 000
Cantidad máxima de rutas	35 000	35 000	35 000
Cantidad máxima de segmentos	128	128	128

Nota: Los números de escala y rendimiento de c5.2xlarge se basan en que las redes mejoradas de AWS (controladores ENA SR-IOV) están "habilitadas".

Tabla 7. Microsoft Azure
Series de máquinas virtuales de Azure	D2d v4	D4d v4	D8d v4
Rendimiento máximo	100 Mbps (1300 bytes) 50 Mbps (IMIX)	200 Mbps (1300 bytes) 100 Mbps (IMIX)	1 Gbps (1300 bytes) 450 Mbps (IMIX)
Túneles máximos	50	400	800
Flujos por segundo	1200	2400	4800
Máximo de flujos simultáneos	125 000	250 000	550 000
Cantidad máxima de rutas	35 000	35 000	35 000
Cantidad máxima de segmentos	128	128	128

Nota: Las redes aceleradas de Azure son compatibles con una disponibilidad limitada. Póngase en contacto con su representante de ventas para obtener más información.

Uso de DPDK en instancias de VMware SD-WAN Edge

Para mejorar el rendimiento de los paquetes, las instancias de VMware SD-WAN Edge aprovechan la tecnología del kit de desarrollo de plano de datos (DPDK). DPDK es un conjunto de controladores y bibliotecas de plano de datos proporcionados por Intel para descargar el procesamiento de paquetes TCP desde el kernel del sistema operativo a los procesos que se ejecutan en el espacio de usuario y da como resultado una mayor capacidad de proceso de paquetes. Para obtener más detalles, consulte https://www.dpdk.org/.

Los modelos de hardware de Edge 620 y posteriores y todas las instancias de Edge virtuales usan DPDK de forma predeterminada en sus interfaces enrutadas. Las instancias de Edge no utilizan DPDK en sus interfaces conmutadas. Un usuario no puede activar ni desactivar DPDK para una interfaz de Edge.