Dados de desempenho e escala do SD-WAN Edge

Introdução

Os testes representam cenários comuns de implementação para disponibilizar recomendações que se aplicam à maioria das implementações. Os dados de teste aqui presentes não são métricas com tudo incluído, nem são limites de desempenho ou de escala. Existem implementações em que o desempenho observado excede os resultados dos testes e outras em que serviços específicos, tamanhos de pacotes extremamente pequenos ou outros fatores podem reduzir o desempenho abaixo dos resultados dos testes.

Os clientes podem realizar testes independentes, cujos resultados podem variar. No entanto, as recomendações que têm por base os resultados dos nossos testes são adequadas para a maioria das implementações.

VMware SD-WAN Edge

Os VMware SD-WAN Edges são dispositivos de classe empresarial sem necessidade de intervenção que fornecem conetividade otimizada segura a aplicações privadas, públicas e híbridas, bem como serviços virtualizados e de computação. Os VMware SD-WAN Edges realizam o reconhecimento de aplicação profundo dos fluxos de tráfego, bem como as medições das métricas de desempenho do transporte underlay, e aplicam a qualidade de serviço completa mediante a aplicação da direção de ligação baseada em pacotes e remediação de aplicação a pedido, para além de suportarem outros serviços de rede virtualizada.

Topologias de teste de desempenho de débito

Figura 1. FIGURA 1: topologia do teste de desempenho de débito para dispositivos com 1 Gbps ou menos

Figura 2. FIGURA 2: topologia do teste de desempenho de débito para dispositivos com mais de 1 Gbps

Metodologia de teste

Esta subsecção detalha a metodologia de teste de desempenho e escala utilizada para obter os resultados.

Metodologia do teste de desempenho

A metodologia de testagem dos Edges utiliza a norma de referência padrão da indústria, RFC 2544, como a estrutura para executar os testes de desempenho de débito. Existem alterações específicas no tipo de tráfego utilizado e nas configurações definidas durante os testes, descritas abaixo:

O desempenho é medido com uma topologia de teste de overlay de rede SD-WAN totalmente operacional (túneis DMPO) para exercitar as funcionalidades do SD-WAN e obter resultados que podem ser utilizados para determinar o tamanho adequado das redes WAN. Os testes são realizados com tráfego com estado que estabelece múltiplos fluxos (ligações) e que são uma mistura de aplicações conhecidas. O número de fluxos depende do modelo da plataforma que está a ser testado. As plataformas são divididas pelo desempenho agregado esperado de modelos com menos de 1 Gbps e mais de 1 Gbps. Normalmente, são necessárias centenas de fluxos para exercitar totalmente e determinar o débito máximo das plataformas que se espera que funcionem com menos de 1 Gbps, sendo que são utilizados milhares de fluxos para exercitar plataformas com mais de 1 Gbps.
Os perfis de tráfego simulam duas condições de tráfego de rede:
- Pacote grande, uma condição de 1300 bytes.
- IMIX, uma mistura de tamanhos de pacotes que têm, em média, uma condição de 417 bytes.
Estes perfis de tráfego são utilizados separadamente para medir o débito máximo por perfil.
Os resultados do desempenho são registados a uma taxa de perda de pacotes (PDR) de 0,01%. A marca PDR fornece um resultado de desempenho mais realista, que explica a perda normal de pacotes que pode ocorrer dentro do pipeline de pacotes do SD-WAN no dispositivo. Um PDR de 0,01% não afeta a experiência da aplicação, nem mesmo em cenários de implementação de ligações únicas.
- O dispositivo que está a ser testado está configurado com as seguintes funcionalidades DMPO: IPsec encriptado com AES-128 e SHA1 para hashing, Reconhecimento de aplicações, medições de SLA de ligação, encaminhamento por pacote. A política empresarial está configurada para corresponder a todo o tráfego como prioridade em massa/baixa para impedir que o NACK ou a FEC da DMPO executem e alterem incorretamente a monitorização da contagem de pacotes do gerador de tráfego.

Resultados do teste

Resultados de desempenho e escala do VMware SD-WAN Edge

As métricas de desempenho baseiam-se na metodologia de teste detalhada acima.

Desempenho da porta switched: os VMware SD-WAN Edges foram concebidos para serem implementados como routers de gateway entre a LAN e a WAN. No entanto, os Edges também proporcionam a flexibilidade de satisfazer uma variedade de outras topologias de implementação. Por exemplo, as interfaces dos SD-WAN Edges podem ser configuradas para funcionarem como portas switched, permitindo a troca de tráfego LAN entre várias interfaces LAN sem a necessidade de ter um dispositivo externo.

Um Edge que tenha as interfaces configuradas como portas switched é ideal para implementações em escritórios pequenos, onde não é necessário um débito elevado, uma vez que a camada adicional de complexidade necessária para lidar com a comutação de tráfego reduz o desempenho geral do sistema. Para a maioria das implementações, a VMware recomenda a utilização de todas as interfaces routed.

Nota:

O Débito máximo do dispositivo Edge é a soma do débito em todas as interfaces do Edge que está a ser testado.
O tráfego geral é o “agregado” de todos os fluxos de tráfego de e para um dispositivo Edge.

Tabela 1. Dispositivos Edge físicos
VMware SD-WAN Edge	510, 510N	510-LTE	520	520V	540	610, 610C, 610N	610-LTE	620, 620C, 620N
Pacote grande de débito máximo (1300 bytes)
Modo routed Todas as portas	800 Mbps	800 Mbps	850 Mbps	850 Mbps	1,5 Gbps	800 Mbps	800 Mbps	1,5 Gbps
Tráfego de Internet de débito máximo (IMIX)
Modo routed Todas as portas	275 Mbps	275 Mbps	275 Mbps	275 Mbps	600 Mbps	275 Mbps	275 Mbps	750 Mbps
Modo routed Todas as portas com Edge Network Intelligence ativado.	200 Mbps	200 Mbps	200 Mbps	200 Mbps	500 Mbps	200 Mbps	200 Mbps	600 Mbps
Modo routed Todas as portas com IPS e Firewall com estado ativados.	140 Mbps	140 Mbps	140 Mbps	140 Mbps	350 Mbps	175 Mbps	175 Mbps	500 Mbps
Modo routed Todas as portas com Edge Network Intelligence, IPS e Firewall com estado ativados.	140 Mbps	140 Mbps	140 Mbps	140 Mbps	300 Mbps	150 Mbps	150 Mbps	450 Mbps
Outros vetores de escala
Escala máxima de túneis	50	50	50	50	100	50	50	100
Fluxos por segundo	2400	2400	2400	2400	4800	2400	2400	4800
Fluxos por segundo com o Edge Network Intelligence ativado	1200	1200	1200	1200	2400	1200	1200	2400
Fluxos simultâneos máximos	240 000	240 000	240 000	240 000	480 000	240 000	240 000	480 000
Fluxos simultâneos máximos com o Edge Network Intelligence ativado	120 000	120 000	120 000	120 000	240 000	120 000	120 000	240 000
Número máximo de caminhos	100 000	100 000	100 000	100 000	100 000	100 000	100 000	100 000
Número máximo de segmentos	128	128	128	128	128	128	128	128
Número máximo de entradas NAT	80 000	80 000	80 000	80 000	150 000	80 000	80 000	150 000

Tabela 2.
VMware SD-WAN Edge	640, 640C, 640N	680, 680C, 680N	840	2000	3400, 3400C	3800, 3800C	3810
Pacote grande de débito máximo (1300 bytes)
Modo routed Todas as portas	5 Gbps	8 Gbps	6 Gbps	15 Gbps	10 Gbps	15 Gbps	15 Gbps
Tráfego de Internet de débito máximo (IMIX)
Modo routed Todas as portas	2 Gbps	3 Gbps	2 Gbps	6 Gbps	3,5 Gbps	6,4 Gbps	6,4 Gbps
Modo routed Todas as portas com Edge Network Intelligence ativado.	1 Gbps	2 Gbps	1,5 Gbps	5 Gbps	3 Gbps	5 Gbps	5 Gbps
Modo routed Todas as portas com IPS e Firewall com estado ativados.	700 Mbps	1,5 Mbps	1 Gbps	3,5 Gbps	1,7 Gbps	3,5 Gbps	3,5 Gbps
Modo routed Todas as portas com Edge Network Intelligence, IPS e Firewall com estado ativados.	600 Mbps	1,5 Gbps	800 Mbps	3,5 Gbps	2,5 Gbps	4 Gbps	4 Gbps
Outros vetores de escala
Escala máxima de túneis	400	800	400	6000	4000	6000	6000
Fluxos por segundo	19 200	19 200	19 200	38 400	38 400	38 400	38 400
Fluxos por segundo com o Edge Network Intelligence ativado	9600	9600	9600	19 200	19 200	19 200	19 200
Fluxos simultâneos máximos	1,9 milhões	1,9 milhões	1,9 milhões	1,9 milhões	1,9 milhões	1,9 milhões	1,9 milhões
Fluxos simultâneos máximos com o Edge Network Intelligence ativado	960 000	960 000	960 000	960 000	960 000	960 000	960 000
Número máximo de caminhos	100 000	100 000	100 000	100 000	100 000	100 000	100 000
Número máximo de segmentos	128	128	128	128	128	128	128
Número máximo de entradas NAT	650 000	650 000	650 000	960 000	960 000	960 000	960 000

Nota:

O desempenho do Pacote grande baseia-se num payload de pacote grande (1300 bytes) com encriptação AES-128 e DPI ligado.
O desempenho do Tráfego da Internet (IMIX) baseia-se num tamanho médio de pacote de payload de 417 bytes com encriptação AES-128 e DPI ligado.
Os números de desempenho do Edge Network Intelligence foram medidos através de um payload de 400 bytes.
Os números de desempenho do IPS e da Firewall com estado foram medidos utilizando a configuração TREX com um tamanho médio de pacote de 400 bytes.

Importante: A escala máxima de túneis é compreendida como o número total de túneis que um modelo Edge pode estabelecer ao mesmo tempo com todos os outros sites. No entanto, o número máximo de túneis que um Edge pode estabelecer com outro Edge ou Gateway é de 16, independentemente do tipo ou modelo Edge. Cada ligação WAN pública que um Edge utiliza estabelece um túnel com cada ligação WAN que o Edge ou Gateway par possui.

Por exemplo: o Edge 1 com as ligações WAN públicas A, B, C e D estabelece ligação ao Edge 2 com as ligações WAN públicas E, F, G e H. A ligação WAN A do Edge 1 estabelece um túnel com cada uma das ligações WAN E, F, G e H do Edge 2, para um total de 4 túneis para a ligação WAN A para o Edge 2. O mesmo acontece com as outras ligações WAN B, C e D do Edge 1. Cada uma estabelece túneis com as quatro ligações WAN públicas do Edge 2 e, portanto, quatro ligações WAN com 4 túneis cada resulta no Edge 1 com 16 túneis totais para o Edge 2. Neste exemplo, não será possível estabelecer túneis adicionais entre os dois Edges se for adicionada outra ligação WAN a qualquer um dos Edges, uma vez que já foi atingido o máximo.

Sugestão: Podem ser implementados vários SD-WAN Edges num cluster para desempenho de vários gigabits.

Tabela 3. Débito máximo do Edge quando uma VNF de firewall está ativamente associada a um serviço:
Modelo Edge	520V	620, 620C, 620N	640, 640C, 640N	680, 680C, 680N	840	3400, 3400C	3800, 3800C	3810
Máximo de débito com VNF de FW (1300 bytes)	100 Mbps	300 Mbps	600 Mbps	1 Gbps	1 Gbps	2 Gbps	3 Gbps	3 Gbps

Tabela 4. Desempenho de ligação de alta disponibilidade (HA) otimizada
Modelo Edge	510, 510N	510-LTE	520, 520v	540	610, 610C, 610N	610-LTE	620, 620C, 620N
Débito máximo (IMIX) na ligação de HA otimizada	220 Mbps	220 Mbps	220 Mbps	480 Mbps	220 Mbps	220 Mbps	700 Mbps


Modelo Edge	640, 640C, 640N	680, 680C, 680N	840	2000	3400, 3400C	3800, 3800C	3810
Débito máximo (IMIX) na ligação de HA otimizada	1 Gbps	2 Gbps	1 Gbps	4 Gbps	2,5 Gbps	5 Gbps	5 Gbps

Importante: Desempenho com o Edge Network Intelligence ativado:

Há um impacto no desempenho de até 20% quando a análise está ativada.
A capacidade de fluxo é reduzida para metade quando a análise está ativada devido à memória e ao processamento adicionais necessários para análise.

Números de escala do Edge independentes da plataforma

Os números de escala do Edge listados na tabela seguinte são independentes da plataforma e são válidos para todos os modelos de Edge, quer sejam hardware ou virtuais.

Nota: O valor máximo listado para cada funcionalidade representa os limites suportados que foram testados e verificados pelo VMware. Em alguns casos, os clientes podem exceder os valores superiores aos listados na tabela. Se um cliente exceder o valor máximo publicado, o ambiente poderá funcionar, mas não será possível garantir que o VMware funcione.


Funcionalidade	Número suportado
Funcionalidade	IPv4	IPv6
Número máximo de regras de encaminhamento de portas num único segmento	128	128
Número máximo de regras de encaminhamento de portas em 16 segmentos	128	128
Número máximo de regras de encaminhamento de portas em 128 segmentos	128	128
Número máximo de regras de firewall de saída num único segmento	2040	2040
Número máximo de regras de firewall de saída em 16 segmentos	2040	2040
Número máximo de regras de firewall de saída em 128 segmentos	2040	2040
Número máximo de regras NAT 1:1 num único segmento	128	128
Número máximo de regras NAT 1:1 em 16 segmentos	128	128
Número máximo de regras NAT 1:1 em 128 segmentos	128	128
Número máximo de regras NAT do lado da LAN num único segmento	256	-
Número máximo de regras NAT do lado da LAN em 16 segmentos	256	-
Número máximo de regras NAT do lado da LAN em 128 segmentos	256	-
Número máximo de grupos de objetos (1000 políticas empresariais, cada política empresarial atribuída a um grupo de objetos, cada grupo de objetos suporta 255 grupos de endereços)	1000	1000

Edge Virtual

Tabela 5. Cloud privada (Hipervisores)
Dispositivo Edge	Débito máximo	Número máximo de túneis	Fluxos por segundo	Fluxos simultâneos máximos	Número máximo de caminhos	Número máximo de segmentos
Edge Virtual ESXi (2 cores, VMXNET3)	1,5 Gbps (1300 bytes) 900 Mbps (IMIX)	50	2400	240 000	35 000	128
Edge Virtual KVM (2 cores, Linux Bridge)	800 Mbps (1300 bytes) 250 Mbps (IMIX)	50	2400	240 000	35 000	128
Edge Virtual KVM (2 cores, SR-IOV)	1,5 Gbps (1300 bytes) 900 Mbps (IMIX)	50	2400	240 000	35 000	128
Edge Virtual ESXi (4 cores, VMXNET3)	4 Gbps (1300 bytes) 1,5 Gbps (IMIX)	400	4800	480 000	35 000	128
Edge Virtual ESXi (4 cores, SR-IOV)	5 Gbps (1300 bytes) 1,5 Gbps (IMIX)	400	4800	480 000	35 000	128
Edge Virtual KVM (4 cores, Linux Bridge)	1 Gbps (1300 bytes) 350 Mbps (IMIX)	400	4800	480 000	35 000	128
Edge Virtual KVM (4 cores, SR-IOV)	4 Gbps (1300 bytes) 1,5 Gbps (IMIX)	400	4800	480 000	35 000	128
Edge Virtual ESXi (8 cores, VMXNET3)	6 Gbps (1300 bytes) 2 Gbps (IMIX)	800	28 800	1,9 milhões	35 000	128
Edge Virtual ESXi (8 cores, SR-IOV)	6 Gbps (1300 bytes) 3 Gbps (IMIX)	800	28 800	1,9 milhões	35 000	128
Edge Virtual KVM (8 cores, SR-IOV)	6,5 Gbps (1300 bytes) 3,2 Gbps (IMIX)	800	28 800	1,9 milhões	35 000	128


	2 vCPU	4 vCPU	8 vCPU	10 vCPU
Memória mínima (DRAM)	8 GB	16 GB	32 GB	32 GB
Armazenamento mínimo	8 GB	8 GB	16 GB	16 GB
Hipervisores suportados	Versão de software 4.0 e superior: ESXi 6.5U1, 6.7U1, 7.0 KVM Ubuntu 16.04 e 18.04
Cloud pública suportada	AWS, Azure, GCP e Alibaba
E/S de rede suportada	SR-IOV, VirtIO, VMXNET3
Definições do anfitrião recomendadas	CPUs a 2,0 GHz ou superior Configuração da CPU: AES-NI ativado. Poupança de energia desativada CPU turbo ativado Hyper-threading desativado Conjuntos mínimos de instruções: SSE3, SSE4 e RDTSC. Conjuntos de instruções recomendados: AVX2 ou AVX512 Definições necessárias do VMware ESXi: Reserva de CPU: máxima Partilhas de CPU: altas Reserva de memória: máxima Sensibilidade à latência: alta

Nota: As métricas de desempenho baseiam-se num sistema que utiliza uma CPU Intel ^® Xeon ^® E5-2683 v4 a 2,10 GHz (AES-NI).

Cloud pública

Tabela 6. Amazon Web Services (AWS)
Tipo de instância do AWS	c5.large	c5.xlarge	c5.2xlarge	c5.4xlarge
Débito máximo	100 Mbps (1300 bytes) 50 Mbps (IMIX)	200 Mbps (1300 bytes) 100 Mbps (IMIX)	1,5 Gbps (1300 bytes) 450 Mbps (IMIX)	4 Gbps (1300 bytes) 1 Gbps (IMIX)
Túneis máximos	50	400	800	2000
Fluxos por segundo	1200	2400	4800	9600
Fluxos simultâneos máximos	125 000	250 000	550 000	1,9 milhões
Número máximo de caminhos	35 000	35 000	35 000	35 000
Número máximo de segmentos	128	128	128	128

Nota: Os números de desempenho e escala c5.2xlarge e c5.4xlarge baseiam-se na Rede otimizada do AWS (controladores ENA SR-IOV) estar “ativada”.

Tabela 7. Microsoft Azure (sem rede acelerada)
Série de VM do Azure	D2d v4	D4d v4	D8d v4	D16d v4
Débito máximo	100 Mbps (1300 bytes) 50 Mbps (IMIX)	200 Mbps (1300 bytes) 100 Mbps (IMIX)	1 Gbps (1300 bytes) 450 Mbps (IMIX)	1 Gbps (1300 bytes) 450 Mbps (IMIX)
Túneis máximos	50	400	800	2000
Fluxos por segundo	1200	2400	4800	4800
Fluxos simultâneos máximos	125 000	250 000	550 000	550 000
Número máximo de caminhos	35 000	35 000	35 000	35 000
Número máximo de segmentos	128	128	128	128

Tabela 8. Microsoft Azure (com rede acelerada)
Série de VM do Azure	Ds3 v2	Ds4 v2	Ds5 v2	D4d v5	D8d v5	D16d v5
Débito máximo	2,5 Gbps (1300 bytes) 1,5 Gbps (IMIX)	5,3 Gbps (1300 bytes) 2,7 Gbps (IMIX)	6,5 Gbps (1300 bytes) 3,1 Gbps (IMIX)	4,5 Gbps (1300 bytes) 1,3 Gbps (IMIX)	6,3 Gbps (1300 bytes) 2,7 Gbps (IMIX)	6,4 Gbps (1300 bytes) 2,9 Gbps (IMIX)
Túneis máximos	400	800	2000	400	800	2000
Fluxos por segundo	2400	4800	4800	2400	4800	4800
Fluxos simultâneos máximos	250 000	550 000	550 000	250 000	550 000	550 000
Número máximo de caminhos	35 000	35 000	35 000	35 000	35 000	35 000
Número máximo de segmentos	128	128	128	128	128	128

Nota:

A rede acelerada do Azure é suportada apenas a partir da versão 5.4.0.
A rede acelerada é suportada apenas em NICs Connect-X4 e Connect-X5.

Tabela 9. Google Cloud Platform
Tipo de instância da GCP	n2-highcpu-4	n2-highcpu-8	n2-highcpu-16
Débito máximo	850 Mbps (1300 bytes) 500 Mbps (IMIX)	4,5 Gbps (1300 bytes) 1,6 Gbps (IMIX)	6,5 Gbps (1300 bytes) 1,9 Gbps (IMIX)
Túneis máximos	50	400	800
Fluxos por segundo	1200	2400	4800
Fluxos simultâneos máximos	125 000	250 000	550 000
Número máximo de caminhos	35 000	35 000	35 000
Número máximo de segmentos	128	128	128

Utilização do DPDK em VMware SD-WAN Edges

Para melhorar o desempenho do débito de pacotes, os VMware SD-WAN Edges aproveitam a tecnologia do Data Plane Development Kit (DPDK). O DPDK é um conjunto de bibliotecas de plano de dados e de controladores fornecido pela Intel para descarregar o processamento de pacotes TCP a partir do kernel do sistema operativo para processos em execução no espaço do utilizador, o que resulta num débito superior de pacotes. Para obter mais detalhes, consulte https://www.dpdk.org/.

Os modelos 620 e superiores do hardware do Edge e todos os Edges virtuais utilizam o DPDK por predefinição nas interfaces routed. Os Edges não utilizam o DPDK nas interfaces switched. Os utilizadores não podem ativar/desativar o DPDK nas interfaces do Edge.