YD/T 3117-2016
基本信息
标准号： YD/T 3117-2016
中文名称：宽带速率测试方法 运营商大客户专线及 VPN 业务
标准类别：通信行业标准(YD)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
YD/T 3117-2016.Test methods for connection speed in ISP key account's lease line and VPN.
1范围
YD/T 3117规定了运营商大客户专线及VPN业务带宽的定义、基准测试方法、应用层测试方法及测试数据的分析方法。
YD/T 3117适用于宽带接入服务运营商提供给大客户专线以及虚拟专用网(VPN)的业务速率测试，不适用于对家庭固定宽带客户业务速率的测试。
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，仅所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。
IETF RFC2544网络 互联设备测试方法学(Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices)
IETF RFC6349 TCP协议 吞吐量测试框架(Framework for TCP Throughput Testing)
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定 义
下列术语和定义适用于本文件。
应用数据有效占比 The Proportion of Application Data
在实际的网络带宽中，传输的应用层数据所占的比例。通过计算协议层次数据长度的比例得到。
3.2 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
BDP Bandwidth Delay Product 时延带宽积
FTP File Transfer Protocol 文件传输协议
RTT round trip time 往返时延
1范围
YD/T 3117规定了运营商大客户专线及VPN业务带宽的定义、基准测试方法、应用层测试方法及测试数据的分析方法。
YD/T 3117适用于宽带接入服务运营商提供给大客户专线以及虚拟专用网(VPN)的业务速率测试，不适用于对家庭固定宽带客户业务速率的测试。
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，仅所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。
IETF RFC2544网络 互联设备测试方法学(Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices)
IETF RFC6349 TCP协议 吞吐量测试框架(Framework for TCP Throughput Testing)
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定 义
下列术语和定义适用于本文件。
应用数据有效占比 The Proportion of Application Data
在实际的网络带宽中，传输的应用层数据所占的比例。通过计算协议层次数据长度的比例得到。
3.2 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
BDP Bandwidth Delay Product 时延带宽积
FTP File Transfer Protocol 文件传输协议
RTT round trip time 往返时延
标准图片预览
标准内容
ICS33.040.01
中华人民共和宝玉通信行标准
YD/T3117-2016
宽带速率测试方法
运营商大客户专线及VPN业务
Test methods for connection speed in ISP key account's lease line and VPN2016-07-11发布
2016-10-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前
范围·
规范性引用文件·
术语、定义和缩略语·
4大客户专线业务及VPN业务带宽的定义测试方法
数据分析方法·
YD/T3117-2016
YD/T3117-2016
本标准是《宽带速率及测速平台测试方法》系列标准之一，本系列标准的名称和结构预计如下：宽带速率测试方法固定宽带接入：宽带速率测试方法移动宽带接入：宽带速率测试方法端到端用户体验：一宽带测速平台测试方法固定宽带接入：一宽带测速平台测试方法移动宽带接入：宽带测速平台测试方法端到端用户体验。本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任本标准由中国通信标准化协会提出并归口。标准起草单位：中国联合网络通信集团有限公司、中国信息通信研究院。标准主要起草人：郭晓琳、何晓峰、赵锋。
HiiKAoNiKAca
1范围
宽带速率测试方法
运营商大客户专线及VPN业务
YD/T3117-2016
本标准规定了运营商大客户专线及VPN业务带宽的定义、基准测试方法、应用层测试方法及测试数据的分析方法。
本标准适用于宽带接入服务运营商提供给大客户专线以及虚拟专用网（VPN）的业务速率测试，不适用于对家庭固定宽带客户业务速率的测试。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，仅所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。IETFRFC2544网络互联设备测试方法学(BenchmarkingMethodologyforNetworkInterconnectDevices
IETFRFC6349TCP协议吞吐量测试框架(FrameworkforTCPThroughputTesting）3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。应用数据有效占比TheProportionofApplicationData在实际的网络带宽中，传输的应用层数据所占的比例。通过计算协议层次数据长度的比例得到。3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件
Bandwidth Delay Product
File Transfer Protocol
round trip time
TransmissionControlProtocol
User Datagram Protocol
User Network Interface
MaximumTransmissionUnit
4大客户专线业务及VPN业务带宽的定义时延带宽积
文件传输协议
往返时延
传输控制协议
用户数据报协议
用户网络接口
最大传输单元
如图1所示，大客户专线及VPN业务端到端的网络组成包括接入网、骨干网和网间互联（根据实际情况的不同，该组成部分可选）等部分，其中接入网可以是城域网/本地承载网、传输网等。大客户专线、VPN业务带宽是指客户端到端的的网络信息传送速率，一般以kbit/s或Mbit/s为单位。1
HiiKANiKAca
YD/T3117-2016
用户设备
接入网
骨干网
网间互联
骨干网
图1网络结构示意
接入网
用户设备
对于带宽测试，只有在明确了具体的网络层次、协议的情况下才有意义。由于网络层只是TCP/IP协议栈的一个组成部分，因此端到端的网络信息传送速率并不等同于客户使用业务（如文件传输等）时体验到的应用层速率。
5测试方法
5.1测试方法分类
业务带宽速率应进行用户网络接口（UNI）之间的端到端网络带宽测量，如图2所示。按照测试内容可以分为基准带宽测试和应用层带宽测试。基准带宽测试验证为客户提供的网络带宽是否满足客户业务要求，是业务开通测试的基本内容。应用层带宽测试测量用户在使用实际应用程序时体验到的带宽，是业务开通测试的可选测试内容。用户设备
业务接入
用户网络接口
5.2基准带宽测试方法
5.2.1测试环境搭建
5.2.1.1测试环境要求
骨干网
图2端到端带宽测试示意
业务接入
用户设备
用户网络接口
进行基准带宽测试时，网络环境应处于稳定状态。当网络的丢包率≥5%时，或抖动>150ms时，测试结果不能准确反映网络带宽。5.2.1.2测试终端要求
测试终端可以是个人电脑，也可以是专用的测试仪器。测试终端应支持网络吞吐量、时延、抖动等指标的测试。
5.2.1.3测试终端环境搭建
测试终端应通过UNI接口直接与业务接入网络边缘设备互联。可以使用多个测试终端进行测试，或使用一个测试终端进行测试。使用一个测试终端进行测试时，在没有测试终端的节点处进行打环操作（依据各类技术不同可以采用不同方式的环回），同一台测试终端同时发送、接收测试数据流量。单个测试终端的测试方法如图3所示。
HiiKAoNiKAca
接口A
测试终端
用户网络
接入网
接口B
骨干网
接入网
接入网
环回接口
用户网络
图3单个测试终端测试方法
环回接口
用户网络
YD/T3117-2016
使用多个测试终端进行测试时，需要在各个用户的接入节点处放置测试终端。测试流量的发送模式可以采用一台终端发送，另一台终端接收，多台终端发送一台终端接收或一台终端发送多台终端接收三种方式。测试仪表之间应进行同步。多个测试终端的测试方法如图4所示。骨干网
接入网
测试终端1
用户网络
5.2.2测试步骤
接入网
测试终端2
用户网络
接入网
测试终端3
用户网络
图4多个测试终端的测试方法
测试步骤如下，测试方法参考RFC2544：a）设置测试流量：测试网络层带宽时，使用测试仪表发送端到端的测试流量，发送的数据包长应不超过业务所提供的MTU数值，具体包括以下两种情况：1）对于点到点的专线业务，以及客户不同站点业务带宽相同的VPN业务，发送两点间的双向数据流量，数据流量应不小于客户的业务带宽；3
HiiKAoNi KAca
YD/T3117-2016
2）对于客户不同站点业务带宽不相同的VPN业务，根据业务带宽关系，在多点间或点与多点间发送双向数据流量，数据流量应不小于客户的业务带宽。b）发送数据流量：测试时间应不短于5min。c）记录并分析测试结果：
记录测试仪器型号、版本等信息：记录测试带宽、时延、抖动等数值：根据第6章的内容进行分析。
5.2.3测试注意事项
应避免由于配置服务等级而影响的业务带宽测试。对于要求对数据进行多优先级区分的用户，在测试中应按照客户服务等级的要求构造多条数据流量，确保测试结果的准确。5.3应用层带宽测试方法
5.3.1概述
在进行应用层带宽测试时，测试终端设备应直接与业务接入网络边缘设备互联，测试终端设备应支持用于带宽测试的应用层协议，具备可靠的统计功能。由于应用层基于不同的传输层协议实现，因此测试结果也不相同：一对基于UDP协议的应用层程序，由于UDP协议没有在传输层引入额外的拥塞控制和流量控制，因此UDP协议的吞春吐量近似于网络带宽；一对基于TCP协议的应用层程序，由于TCP协议的流量控制拥塞控制机制，TCP协议吞吐量存在理论的上限数值。
5.3.2测试拓扑搭建
应用层带宽测试中，测试终端设备应直接通过客户网络接口接入运营商边缘设备，避免用户网络对测试结果造成影响。
5.3.3基于UDP协议的应用层带宽测试方法对基于UDP协议的应用层带宽进行测试时，按照应用程序要求设置流量接收和发送端，设置测试流量。
5.3.4基于TCP协议的应用层带宽测试方法5.3.4.1测试环境要求
对基于TCP协议的应用层带宽进行测试时，网络环境应处于稳定状态。当网络过丢包率≥5%，或抖动>150ms时，测试结果不能进行准确的应用层带宽测试。测试终端可以是个人电脑，也可以是专用的测试仪器。这两类测试终端均应能模拟完整的TCF协议工作过程、可以线速发送和接收数据流量，并可以按需调整TCP的接收缓存和发送缓存大小。为了测试出真实的网络带宽，要求TCP的接收缓存和发送缓存不小于时延带宽积，具体分析见6.3节。在使用个人电脑作为测试终端时，操作系统、TCP协议支持能力（如TCP选项的支持等）、数据处理能力等对测试结果有较大影响。使用高性能的测试仪器可以减小上述影响。5.3.4.2测试终端环境搭建
见5.2.1.3。
5.3.4.3测试步骤
HiiKANi KAca
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影响TCP吞吐量测试的因素包括TCP窗口、数据传输的往返时延（RTT）。对可以设置的参数进行优化后再进行应用层带宽测试。具体的测试步骤如下，应按如下所述顺序进行：a）测量RTT数值：RTT数值的测量应在没有发生业务流量拥塞的情况下测量，多次测量的结果应计算平均值，RTT按照平均值记录。RTT测量可以使用专业的测试仪器进行，也可以在测试终端（如PC）上采用Ping，或安装其它具备时延测试功能的软件完成。b）测量网络层带宽：此步骤同5.2.2，并进行记录。c）计算单线程TCP吞吐量，计算方法见6.3，并进行记录。d）设置测试流量：
1）对于点到点的专线业务，以及客户不同站点业务带宽相同的VPN业务，在两节点间进行应用层测试，发送的数据流量速率应不小手于客户的业务带宽：2）对于客户不同站点业务带宽不相同的VPN业务，根据业务带宽关系，在多个节点间或在一个节点与多个节点间发送双向数据流量，数据流量应不小于客户的业务带宽。e）测试终端发送数据的大小：测试终端发送的数据应小于网络MTU数值。f）稳定发送测试流量5min，记录测试结果。g）记录测试仪器型号、版本等信息。h）根据第6章的内容进行分析。5.3.5测试注意事项
测试注意事项如下：
测试终端设备接口速率应不小于客户网络带宽：测试终端设备能及时处理接收到的测试数据，处理速度应不小于客户网络带宽：测试终端设备应避免引入可能影响带宽测试的因素，如数据监测、安全扫描等功能：应避免由于配置服务等级而影响的业务带宽测试：，使用基于TCP的应用程序进行测试（例如FTP协议），可以使用多线程方式进行测试，但是由于多线程实现方式等因素的影响，在实际的测试中使用两个线程进行测试无法得到两倍单线程的测试结果。
6数据分析方法
6.1概述
采用基准带宽测试方法得到的测试结果，为实际网络的性能指标。采用应用层带宽测试方法得到的测试结果，为近似的业务性能指标。需要说明的是，由于受到应用层协议的限制，一般情况下，上述两个指标不相等。特别是在应用层协议基于TCP协议实现，且端到端时延较大时，上述两个指标相差较大。6.2协议层次影响
网络层、数据链路层位于TCP/IP协议簇中的第三层、第二层，应用层位于第五层。在客户数据的逐层封装过程中，会增加相应的开销。封装层次如图5所示。5
HiiKAoNiKAca
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物理层开销
数据链路层开销
数据链路层开销
传输层开销
网络层开销传输层开销
网络层开销
网络层开销
传输层开销
传输层开销
图5封装层次示意
应用数据有效占比的计算方法见公式（1）。应用数据有效占比=
应用数据长度
数据链路层帧长（含前导与帧间隙）(1)
应用层数据
应用层数据
应用层数据
应用层数据
应用层数据
以传输层采用TCP协议、网络层采用IPv4协议、数据链路层为以太网为例进行计算（对于各层采用与示例中不同协议的情况，该计算方法同样适用。），设置应用数据长度为Xbyte，计算过程如下：应用数据有效占比=
应用数据长度
数据链路层顿长（含前导与间隙）应用层数据
应用层数据+传输层开销+IP层开销+数据链路层开销X
X+20+20+38
按照上述计算方法可以得知，由于数据封装引入了开销，实际的应用数据带宽占数据链路层带宽的范围为7%~95%，且该比率随着数据长度的缩短而减小，如图6所示1.00
9.900.90.970.920.990.999.9p.90.9p.950.95应用数据长度（byte）
图6应用数据有效占比
由此，我们可以得出应用层有效带宽，见公式（3）。6
HiiKAoNiKAca
应用层有效带宽=应用数据有效占比×网络带宽(3)
6.3协议实现影响
6.3.1概述
YD/T3117-2016
应用程序使用的带宽受到TCP/IP协议族各层协议的影响，应用程序使用的下层服务与其协议设计相关，与运营商网络无关。因此应用层带宽测试结果不能真实反映实际网络带宽。由于TCP协议使用慢启动及滑动窗口等机制，因此基于TCP协议的应用程序的带宽受限于TCP的吞吐量与数据传送的时延、终端设备的窗口大小。6.3.2时延带宽积计算方法
时延带宽积(Bandwidth-DelayProduct，BDP)表示信道能容纳多少数据，用于计算信道的利用率。当采用TCP协议承载应用层通信时，在信道被充分利用的情况下，时延带宽积就是信道中正在传输的但是没有被确认的数据量，也即为TCP协议中滑动窗口的大小数值。为了最有效地利用网络提供的带宽资源，TCP滑动窗口大小应不小于BDP大小。时延带宽积的计算公式见公式（4）：BDP-
其中：
BDP一时延带宽积，单位：bit：BW—客户提供的网络带宽，单位：bit/s:RTTx
一往返时延，即从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认总共经历的时RTT
间长度，单位：S。
滑动窗口大小是以byte为单位，因此需要按照公式（5）进行单位换算：滑
8bit/byte
计算中得到的TCP窗口值为理想情况下的窗口大小，而实际测试终端的TCP窗口受到操作系统等限制，如WindowXP系统的TCP窗口最大为64k，WindowVista及以上版本操作系统支持TCP窗口的扩展因子，窗口可以大于64k。
6.3.3TCP吞吐量计算方法
TCP吞吐量的计算方法如公式（6）所示，单位：bit/s。当TCP窗口达到公式（4）中计算得到的数值时，使用基于TCP的应用程序可以使带宽利用率达到100%，相关说明参考RFC6349。TCP
吞吐量
由于TCP窗口是变化的，为了简化计算过程，在实际的业务开通测试过程中，可将公式（6）中的TCP窗口值设置为64K进行计算，得到近似的TCP吞吐量。6.3.4TCP吞吐量与TCP窗口、RTT数值间的关系固定TCP窗口值为64k，变化RTT数值，得到TCP吞吐量与往返时延（RTT）之间的变化关系，如图7所示。
YD/T3117-2016
645.75.1#4.74.3
往返时延RTT(ms)
TCP吞吐量与RTT关系
100110120
固定往返时延值为60mS，变化TCP窗口数值，得到TCP吞吐量与窗口数值之间的变化关系，如图8所示。
6.4应用层测试结果说明
816202428323640444852566064
TCP窗口数据(KB)
TCP吞吐量与TCP窗口关系
采用基准测试方法，实际测试的是为客户提供的网络带宽，与运营商网络相关。采用应用层测试方法受到应用程序与下层服务（如TCP协议）的影响。在进行应用层带宽测试时，根据测试参数设置与RTT数值可以计算得到TCP的吞吐量数值。同时可以计算得到应用层有效带宽。应用层可测量带宽上限取上述两者中较小的数值，见公式（7）。应用层可测量带宽上限=min（TCP吞吐量，应用层有效带宽）举例说明如下：
1）根据TCP吞吐量计算公式，得到的TCP吞吐量，见表1。表1TCP吞吐量的计算
TCP窗（Byte）
往返时延（ms）
TCP吞吐量（Mbit/s）
2）根据客户数据有效占比计算公式，得到应用层有效带宽，见表2。8
应用层数据长度（B）
应用层有效带宽计算
以太网封装效率
3）应用层可测量带宽上限值，wwW.bzxz.Net
见表3。
以太网带宽（Mbit/s）
表3应用层可测量带宽上限计算
电路类型
以太网电路
20Mbit/s
TCP窗口
往返时延
TCP吞吐量
（Mbit/s）
4）可以满足测试要求的TCP线程数，见表4。
应用层有效带宽
(Mbit/s）
表4TCP（FTP）线程与带宽测量的理论关系电路类型
以太网电路
20Mbit/s
TCP窗口
往返时延
TCP吞吐量
(Mbit/s）
YD/T3117-2016
应用层有效带宽（Mbit/s）
应用层可测量带宽上限值
(Mbit/s）
理论上可满足要求的FTP线程数
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中华人民共和宝玉通信行标准
YD/T3117-2016
宽带速率测试方法
运营商大客户专线及VPN业务
Test methods for connection speed in ISP key account's lease line and VPN2016-07-11发布
2016-10-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前
范围·
规范性引用文件·
术语、定义和缩略语·
4大客户专线业务及VPN业务带宽的定义测试方法
数据分析方法·
YD/T3117-2016
YD/T3117-2016
本标准是《宽带速率及测速平台测试方法》系列标准之一，本系列标准的名称和结构预计如下：宽带速率测试方法固定宽带接入：宽带速率测试方法移动宽带接入：宽带速率测试方法端到端用户体验：一宽带测速平台测试方法固定宽带接入：一宽带测速平台测试方法移动宽带接入：宽带测速平台测试方法端到端用户体验。本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任本标准由中国通信标准化协会提出并归口。标准起草单位：中国联合网络通信集团有限公司、中国信息通信研究院。标准主要起草人：郭晓琳、何晓峰、赵锋。
HiiKAoNiKAca
1范围
宽带速率测试方法
运营商大客户专线及VPN业务
YD/T3117-2016
本标准规定了运营商大客户专线及VPN业务带宽的定义、基准测试方法、应用层测试方法及测试数据的分析方法。
本标准适用于宽带接入服务运营商提供给大客户专线以及虚拟专用网（VPN）的业务速率测试，不适用于对家庭固定宽带客户业务速率的测试。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，仅所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。IETFRFC2544网络互联设备测试方法学(BenchmarkingMethodologyforNetworkInterconnectDevices
IETFRFC6349TCP协议吞吐量测试框架(FrameworkforTCPThroughputTesting）3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。应用数据有效占比TheProportionofApplicationData在实际的网络带宽中，传输的应用层数据所占的比例。通过计算协议层次数据长度的比例得到。3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件
Bandwidth Delay Product
File Transfer Protocol
round trip time
TransmissionControlProtocol
User Datagram Protocol
User Network Interface
MaximumTransmissionUnit
4大客户专线业务及VPN业务带宽的定义时延带宽积
文件传输协议
往返时延
传输控制协议
用户数据报协议
用户网络接口
最大传输单元
如图1所示，大客户专线及VPN业务端到端的网络组成包括接入网、骨干网和网间互联（根据实际情况的不同，该组成部分可选）等部分，其中接入网可以是城域网/本地承载网、传输网等。大客户专线、VPN业务带宽是指客户端到端的的网络信息传送速率，一般以kbit/s或Mbit/s为单位。1
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用户设备
接入网
骨干网
网间互联
骨干网
图1网络结构示意
接入网
用户设备
对于带宽测试，只有在明确了具体的网络层次、协议的情况下才有意义。由于网络层只是TCP/IP协议栈的一个组成部分，因此端到端的网络信息传送速率并不等同于客户使用业务（如文件传输等）时体验到的应用层速率。
5测试方法
5.1测试方法分类
业务带宽速率应进行用户网络接口（UNI）之间的端到端网络带宽测量，如图2所示。按照测试内容可以分为基准带宽测试和应用层带宽测试。基准带宽测试验证为客户提供的网络带宽是否满足客户业务要求，是业务开通测试的基本内容。应用层带宽测试测量用户在使用实际应用程序时体验到的带宽，是业务开通测试的可选测试内容。用户设备
业务接入
用户网络接口
5.2基准带宽测试方法
5.2.1测试环境搭建
5.2.1.1测试环境要求
骨干网
图2端到端带宽测试示意
业务接入
用户设备
用户网络接口
进行基准带宽测试时，网络环境应处于稳定状态。当网络的丢包率≥5%时，或抖动>150ms时，测试结果不能准确反映网络带宽。5.2.1.2测试终端要求
测试终端可以是个人电脑，也可以是专用的测试仪器。测试终端应支持网络吞吐量、时延、抖动等指标的测试。
5.2.1.3测试终端环境搭建
测试终端应通过UNI接口直接与业务接入网络边缘设备互联。可以使用多个测试终端进行测试，或使用一个测试终端进行测试。使用一个测试终端进行测试时，在没有测试终端的节点处进行打环操作（依据各类技术不同可以采用不同方式的环回），同一台测试终端同时发送、接收测试数据流量。单个测试终端的测试方法如图3所示。
HiiKAoNiKAca
接口A
测试终端
用户网络
接入网
接口B
骨干网
接入网
接入网
环回接口
用户网络
图3单个测试终端测试方法
环回接口
用户网络
YD/T3117-2016
使用多个测试终端进行测试时，需要在各个用户的接入节点处放置测试终端。测试流量的发送模式可以采用一台终端发送，另一台终端接收，多台终端发送一台终端接收或一台终端发送多台终端接收三种方式。测试仪表之间应进行同步。多个测试终端的测试方法如图4所示。骨干网
接入网
测试终端1
用户网络
5.2.2测试步骤
接入网
测试终端2
用户网络
接入网
测试终端3
用户网络
图4多个测试终端的测试方法
测试步骤如下，测试方法参考RFC2544：a）设置测试流量：测试网络层带宽时，使用测试仪表发送端到端的测试流量，发送的数据包长应不超过业务所提供的MTU数值，具体包括以下两种情况：1）对于点到点的专线业务，以及客户不同站点业务带宽相同的VPN业务，发送两点间的双向数据流量，数据流量应不小于客户的业务带宽；3
HiiKAoNi KAca
YD/T3117-2016
2）对于客户不同站点业务带宽不相同的VPN业务，根据业务带宽关系，在多点间或点与多点间发送双向数据流量，数据流量应不小于客户的业务带宽。b）发送数据流量：测试时间应不短于5min。c）记录并分析测试结果：
记录测试仪器型号、版本等信息：记录测试带宽、时延、抖动等数值：根据第6章的内容进行分析。
5.2.3测试注意事项
应避免由于配置服务等级而影响的业务带宽测试。对于要求对数据进行多优先级区分的用户，在测试中应按照客户服务等级的要求构造多条数据流量，确保测试结果的准确。5.3应用层带宽测试方法
5.3.1概述
在进行应用层带宽测试时，测试终端设备应直接与业务接入网络边缘设备互联，测试终端设备应支持用于带宽测试的应用层协议，具备可靠的统计功能。由于应用层基于不同的传输层协议实现，因此测试结果也不相同：一对基于UDP协议的应用层程序，由于UDP协议没有在传输层引入额外的拥塞控制和流量控制，因此UDP协议的吞春吐量近似于网络带宽；一对基于TCP协议的应用层程序，由于TCP协议的流量控制拥塞控制机制，TCP协议吞吐量存在理论的上限数值。
5.3.2测试拓扑搭建
应用层带宽测试中，测试终端设备应直接通过客户网络接口接入运营商边缘设备，避免用户网络对测试结果造成影响。
5.3.3基于UDP协议的应用层带宽测试方法对基于UDP协议的应用层带宽进行测试时，按照应用程序要求设置流量接收和发送端，设置测试流量。
5.3.4基于TCP协议的应用层带宽测试方法5.3.4.1测试环境要求
对基于TCP协议的应用层带宽进行测试时，网络环境应处于稳定状态。当网络过丢包率≥5%，或抖动>150ms时，测试结果不能进行准确的应用层带宽测试。测试终端可以是个人电脑，也可以是专用的测试仪器。这两类测试终端均应能模拟完整的TCF协议工作过程、可以线速发送和接收数据流量，并可以按需调整TCP的接收缓存和发送缓存大小。为了测试出真实的网络带宽，要求TCP的接收缓存和发送缓存不小于时延带宽积，具体分析见6.3节。在使用个人电脑作为测试终端时，操作系统、TCP协议支持能力（如TCP选项的支持等）、数据处理能力等对测试结果有较大影响。使用高性能的测试仪器可以减小上述影响。5.3.4.2测试终端环境搭建
见5.2.1.3。
5.3.4.3测试步骤
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影响TCP吞吐量测试的因素包括TCP窗口、数据传输的往返时延（RTT）。对可以设置的参数进行优化后再进行应用层带宽测试。具体的测试步骤如下，应按如下所述顺序进行：a）测量RTT数值：RTT数值的测量应在没有发生业务流量拥塞的情况下测量，多次测量的结果应计算平均值，RTT按照平均值记录。RTT测量可以使用专业的测试仪器进行，也可以在测试终端（如PC）上采用Ping，或安装其它具备时延测试功能的软件完成。b）测量网络层带宽：此步骤同5.2.2，并进行记录。c）计算单线程TCP吞吐量，计算方法见6.3，并进行记录。d）设置测试流量：
1）对于点到点的专线业务，以及客户不同站点业务带宽相同的VPN业务，在两节点间进行应用层测试，发送的数据流量速率应不小手于客户的业务带宽：2）对于客户不同站点业务带宽不相同的VPN业务，根据业务带宽关系，在多个节点间或在一个节点与多个节点间发送双向数据流量，数据流量应不小于客户的业务带宽。e）测试终端发送数据的大小：测试终端发送的数据应小于网络MTU数值。f）稳定发送测试流量5min，记录测试结果。g）记录测试仪器型号、版本等信息。h）根据第6章的内容进行分析。5.3.5测试注意事项
测试注意事项如下：
测试终端设备接口速率应不小于客户网络带宽：测试终端设备能及时处理接收到的测试数据，处理速度应不小于客户网络带宽：测试终端设备应避免引入可能影响带宽测试的因素，如数据监测、安全扫描等功能：应避免由于配置服务等级而影响的业务带宽测试：，使用基于TCP的应用程序进行测试（例如FTP协议），可以使用多线程方式进行测试，但是由于多线程实现方式等因素的影响，在实际的测试中使用两个线程进行测试无法得到两倍单线程的测试结果。
6数据分析方法
6.1概述
采用基准带宽测试方法得到的测试结果，为实际网络的性能指标。采用应用层带宽测试方法得到的测试结果，为近似的业务性能指标。需要说明的是，由于受到应用层协议的限制，一般情况下，上述两个指标不相等。特别是在应用层协议基于TCP协议实现，且端到端时延较大时，上述两个指标相差较大。6.2协议层次影响
网络层、数据链路层位于TCP/IP协议簇中的第三层、第二层，应用层位于第五层。在客户数据的逐层封装过程中，会增加相应的开销。封装层次如图5所示。5
HiiKAoNiKAca
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物理层开销
数据链路层开销
数据链路层开销
传输层开销
网络层开销传输层开销
网络层开销
网络层开销
传输层开销
传输层开销
图5封装层次示意
应用数据有效占比的计算方法见公式（1）。应用数据有效占比=
应用数据长度
数据链路层帧长（含前导与帧间隙）(1)
应用层数据
应用层数据
应用层数据
应用层数据
应用层数据
以传输层采用TCP协议、网络层采用IPv4协议、数据链路层为以太网为例进行计算（对于各层采用与示例中不同协议的情况，该计算方法同样适用。），设置应用数据长度为Xbyte，计算过程如下：应用数据有效占比=
应用数据长度
数据链路层顿长（含前导与间隙）应用层数据
应用层数据+传输层开销+IP层开销+数据链路层开销X
X+20+20+38
按照上述计算方法可以得知，由于数据封装引入了开销，实际的应用数据带宽占数据链路层带宽的范围为7%~95%，且该比率随着数据长度的缩短而减小，如图6所示1.00
9.900.90.970.920.990.999.9p.90.9p.950.95应用数据长度（byte）
图6应用数据有效占比
由此，我们可以得出应用层有效带宽，见公式（3）。6
HiiKAoNiKAca
应用层有效带宽=应用数据有效占比×网络带宽(3)
6.3协议实现影响
6.3.1概述
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应用程序使用的带宽受到TCP/IP协议族各层协议的影响，应用程序使用的下层服务与其协议设计相关，与运营商网络无关。因此应用层带宽测试结果不能真实反映实际网络带宽。由于TCP协议使用慢启动及滑动窗口等机制，因此基于TCP协议的应用程序的带宽受限于TCP的吞吐量与数据传送的时延、终端设备的窗口大小。6.3.2时延带宽积计算方法
时延带宽积(Bandwidth-DelayProduct，BDP)表示信道能容纳多少数据，用于计算信道的利用率。当采用TCP协议承载应用层通信时，在信道被充分利用的情况下，时延带宽积就是信道中正在传输的但是没有被确认的数据量，也即为TCP协议中滑动窗口的大小数值。为了最有效地利用网络提供的带宽资源，TCP滑动窗口大小应不小于BDP大小。时延带宽积的计算公式见公式（4）：BDP-
其中：
BDP一时延带宽积，单位：bit：BW—客户提供的网络带宽，单位：bit/s:RTTx
一往返时延，即从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认总共经历的时RTT
间长度，单位：S。
滑动窗口大小是以byte为单位，因此需要按照公式（5）进行单位换算：滑
8bit/byte
计算中得到的TCP窗口值为理想情况下的窗口大小，而实际测试终端的TCP窗口受到操作系统等限制，如WindowXP系统的TCP窗口最大为64k，WindowVista及以上版本操作系统支持TCP窗口的扩展因子，窗口可以大于64k。
6.3.3TCP吞吐量计算方法
TCP吞吐量的计算方法如公式（6）所示，单位：bit/s。当TCP窗口达到公式（4）中计算得到的数值时，使用基于TCP的应用程序可以使带宽利用率达到100%，相关说明参考RFC6349。TCP
吞吐量
由于TCP窗口是变化的，为了简化计算过程，在实际的业务开通测试过程中，可将公式（6）中的TCP窗口值设置为64K进行计算，得到近似的TCP吞吐量。6.3.4TCP吞吐量与TCP窗口、RTT数值间的关系固定TCP窗口值为64k，变化RTT数值，得到TCP吞吐量与往返时延（RTT）之间的变化关系，如图7所示。
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645.75.1#4.74.3
往返时延RTT(ms)
TCP吞吐量与RTT关系
100110120
固定往返时延值为60mS，变化TCP窗口数值，得到TCP吞吐量与窗口数值之间的变化关系，如图8所示。
6.4应用层测试结果说明
816202428323640444852566064
TCP窗口数据(KB)
TCP吞吐量与TCP窗口关系
采用基准测试方法，实际测试的是为客户提供的网络带宽，与运营商网络相关。采用应用层测试方法受到应用程序与下层服务（如TCP协议）的影响。在进行应用层带宽测试时，根据测试参数设置与RTT数值可以计算得到TCP的吞吐量数值。同时可以计算得到应用层有效带宽。应用层可测量带宽上限取上述两者中较小的数值，见公式（7）。应用层可测量带宽上限=min（TCP吞吐量，应用层有效带宽）举例说明如下：
1）根据TCP吞吐量计算公式，得到的TCP吞吐量，见表1。表1TCP吞吐量的计算
TCP窗（Byte）
往返时延（ms）
TCP吞吐量（Mbit/s）
2）根据客户数据有效占比计算公式，得到应用层有效带宽，见表2。8
应用层数据长度（B）
应用层有效带宽计算
以太网封装效率
3）应用层可测量带宽上限值，wwW.bzxz.Net
见表3。
以太网带宽（Mbit/s）
表3应用层可测量带宽上限计算
电路类型
以太网电路
20Mbit/s
TCP窗口
往返时延
TCP吞吐量
（Mbit/s）
4）可以满足测试要求的TCP线程数，见表4。
应用层有效带宽
(Mbit/s）
表4TCP（FTP）线程与带宽测量的理论关系电路类型
以太网电路
20Mbit/s
TCP窗口
往返时延
TCP吞吐量
(Mbit/s）
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应用层有效带宽（Mbit/s）
应用层可测量带宽上限值
(Mbit/s）
理论上可满足要求的FTP线程数
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