信息安全技术网关设备性能测试方法

1、信息安全技术网关设备性能测试方法1范围本标准规定了网关设备的性能测试方法。本标准适用于网关设备的研制、生产、检测和使用。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 25069-2010信息安全技术术语GB/T 20281-2015信息安全技术防火墙安全技术要求和测试评价方法3术语和定义GB/T 25069-2010、GB/T 20281-2015界定的以及下列术语和定义适用于本文件。网关设备 gateway device为多个不同网络提供IP数据包转发的硬

2、件设备。数据包发送速率packet sending rate单位时间内，数据包发送的数量，以网络带宽线速的百分比表示。注：对于千兆网络带宽，10%的发送速率是100Mbps。不同网络带宽下，不同数据包大小的线速传输速率参见附录A。吞吐量 throughput在不丢包情况下网关设备转发数据包的能力，以所能达到线速的百分比（或称通过速率）来表示。延迟 latency数据包的最后一个位的末尾到达网关设备输入端口至数据帧的第一个位的首部到达网关设备输出端 口之间的时间间隔。丢包率 packet loss rate在稳定的数据包发送速率下，网关设备丢失的数据包数量占所发送的应转发数据包的比率。3.6系统

3、重启时间system restart time网关设备执行重启命令，从网关设备无法转发数据包开始，到设备重启完毕并成功转发数据包的时 间。最大并发连接数 maximum concurrent connection capacity网关设备所能保持的最大并发连接数量。最大连接建立速率 maximum connection establishment rate网关设备在单位时间内所能建立的最大连接数量。HTTP协议传输速率 HTTP transfer rate网关设备在单位时间内所能传输的HTTP数据量。4缩略语下列缩略语适用于本文件。IP:互联网协议(Internet Protocol)TCP:

4、传输控制协议(Transmission Control Protocol)UDP:用户数据报协议(User Datagram Protocol)HTTP:超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol)PPS:每秒数据包个数(Packets per Second)5吞吐量测试方法吞吐量的测试方法为：a)设置“最近一次不成功测试速率”为100%；b)通过性能测试设备，以设定的速率发送相同包长的数据包，持续60s；c)在性能测试设备的接收端，计算通过网关设备成功转发的数据包数量；d)如果转发的数据包数量，小于发送的数据包数量，则本次测试速率不成功，并降低发送速率重 复第a)

5、步；e)如果转发的数据包数量，等于发送的数据包数量，则本次测试速率成功：1)如果本次成功测试速率与“最近一次不成功测试速率”的差值，大于设定的测试精度，则 提高发送速率，并重复第a)步；2)如果本次成功测试速率与“最近一次不成功测试速率”的差值，小于等于设定的测试精度， 则记录本次成功测试速率为网关设备的吞吐量。f)在同等条件下重复以上步骤3次，取网关设备吞吐量的算术平均值作为最终结果(以%表示)。测试数据包协议和包长吞吐量性能测试应采取UDP协议，可选取以下的一种或几种数据包长度进行测试：64字节；128字节；256字节；512字节；1024 字节；1280 字节；1518 字节。测试精度应

6、设定吞吐量测试的精度，并以百分数进行表示（如：1%）。测试方向吞吐量的测试方向应为双向。注：测试方向可参见附录B中的具体说明。6延迟测试方法延迟的测试方法为：a）通过性能测试设备，以小于等于网关设备吞吐量的设定速率发送相同包长的数据包，持续10s；b）在性能测试设备的接收端，计算通过网关设备成功转发的数据包延迟；c）在同等条件下重复以上步骤30次，取30次结果的算术平均值作为最终结果（单位为微秒（简 写为“S）。测试速率延迟的测试速率应小于等于网关设备的吞吐量，在此前提下，从0开始，以20%为间隔测试网关设备 在多种速率下的延迟，最后在吞吐量的速率下测试延迟。（例如：网关设备的吞吐量为91.2

7、5%，则延迟 的测试速率为20%、40%、60%、80%、91.25%）测试数据包协议和包长延迟测试应采取UDP协议，可选取以下的一种或几种数据包长度进行测试：64字节；128字节；256字节；512字节；1024 字节；1280 字节；1518 字节。测试方向延迟的测试方向应为双向。注：测试方向可参见附录B中的具体说明。7丢包率测试方法丢包率的测试方法为:a）通过性能测试设备，以设定的速率发送相同包长的数据包，持续60s；b）在性能测试设备的接收端，计算通过网关设备成功转发的数据包数量，并计算网关设备丢失的 数据包数量占所发送数据包的比率：丢失的数据包数量：发送数据包的数量X100%;c）在

8、同等条件下重复以上步骤3次，取3次的算术平均值作为丢包率的最终结果（以%表示）。测试速率丢包率的测试速率应包括：20%；40%；60%；80%；100%。测试数据包协议和包长丢包率性能测试应采取UDP协议，可选取以下的一种或几种数据包长度进行测试：64字节；128字节；256字节；512字节；1024 字节；1280 字节；1518 字节。4测试方向丢包率的测试方向应为双向。注：测试方向可参见附录B中的具体说明。8系统重启时间系统重启时间的测试方法为：a）通过性能测试设备，持续发送数据包，并使用截包工具对接收到的网络数据包进行监测；b）重启网关设备，从无法接收数据包开始计时；c）在截包工具中监

9、测到稳定接收数据包时结束计时，并计算系统重启的时间间隔；d）在同等条件下重复以上步骤3次，取3次的算术平均值作为系统重启时间的最终结果（单位为 秒（简写为s）。9最大连接建立速率最大连接建立速率的测试方法为：a）设置“最近一次不成功测试速率”为0个/s；b）使用性能检测仪，模拟多个客户端以固定的HTTP请求速率通过网关设备访问性能测试仪的模拟 服务器端口（HTTP连接建立的总数应小于等于网关设备的最大并发连接数），HTTP协议版本为 1.1,并保持连接一直处于打开状态，检测HTTP请求是否全部成功完成；c）如果HTTP连接请求未能全部成功完成，降低HTTP请求速率，并重复步骤a）；d）如果HT

10、TP连接请求全部成功完成：1）如果“最近一次不成功测试速率”为0,提高HTTP请求速率，并重复步骤a）；2）如果“最近一次不成功测试速率”不为0,且本次成功测试速率与“最近一次不成功测试 速率”的差值，大于100个/s,降低HTTP请求速率，并重复步骤a）；3）如果“最近一次不成功测试速率”不为0,且本次成功测试速率与“最近一次不成功测试 速率”的差值，小于100个/s,记录本次成功测试速率为最大连接建立速率（最小单位100 个/s）。e）在同等条件下重复以上步骤3次，取3次的算术平均值作为最大连接建立速率的最终结果（单 位为个每秒（简写为个/s）。10最大并发连接数最大并发连接数的测试方法为

11、：a）使用性能检测仪，模拟多个HTTP客户端通过网关设备访问性能测试仪的模拟服务器端口（HTTP 请求产生速率应等于网关设备的最大连接建立速率），每个请求访问的HTTP有效载荷为1KB， HTTP协议版本为1.1，并保持连接一直处于打开状态；b）持续发送连接建立请求，直到连接无法成功建立，统计网关设备当前建立的并发连接总数；c）在同等条件下重复以上步骤3次，取3次的算术平均值作为最大并发连接数的最终结果（单位 为个连接）。11 HTTP协议传输速率HTTP协议传输速率的测试方法为：a）使用性能检测仪，模拟多个HTTP客户端通过网关设备访问模拟服务器端（HTTP请求产生速率应 等于网关设备的最大

12、连接建立速率），每个请求访问的HTTP有效载荷为10MB，持续5min；b）计算网关设备在测试期间的平均HTTP协议传输速率；c）在同等条件下重复3次以上过程，取3次的算术平均值作为HTTP协议传输速率的最终结果（单位 为兆比特每秒（简写为Mbps）。（资料性附录）不同网络带宽下不同数据包大小的线速传输速率表A.1以表格形式列举了不同网络带宽下、不同UDP协议数据包大小的线速传输速率（单位为每秒数 据包个数（简写为PPS）。表A.1中的数据基于RFC 2544 Appendix B: Maximum frame rates reference。表A.1不同网络带宽1、不同数据包大小的线速传输速率网络带宽（bps）数据包大小（单位：字节）线速的传输速率（单位：PPS）10M64148801288445256452851223491024119712809611518812100M6414880912884459256452895122349610241197312809615151881271G641488095128844594256452898512234962102411973112809615315188127410G64148809521288445945256452898551223496241024119731812809615381518