home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Handbook of Infosec Terms 2.0 / Handbook_of_Infosec_Terms_Version_2.0_ISSO.iso / text / rfcs / rfc1242.txt < prev    next >
Text File  |  1996-05-07  |  23KB  |  352 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7. Network Working Group                                 S. Bradner, Editor Request for Comments: 1242                            Harvard University                                                                July 1991 
  8.  
  9.        Benchmarking Terminology for Network Interconnection Devices 
  10.  
  11. Status of this Memo 
  12.  
  13.    This memo provides information for the Internet community.  It does    not specify an Internet standard.  Distribution of this memo is    unlimited. 
  14.  
  15. Abstract 
  16.  
  17.    This memo discusses and defines a number of terms that are used in    describing performance benchmarking tests and the results of such    tests.  The terms defined in this memo will be used in additional    memos to define specific benchmarking tests and the suggested format    to be used in reporting the results of each of the tests.  This memo    is a product of the Benchmarking Methodology Working Group (BMWG) of    the Internet Engineering Task Force (IETF). 
  18.  
  19. 1.  Introduction 
  20.  
  21.    Vendors often engage in "specsmanship" in an attempt to give their    products a better position in the marketplace.  This usually involves    much "smoke & mirrors" used to confuse the user.  This memo and    follow-up memos attempt to define a specific set of terminology and    tests that vendors can use to measure and report the performance    characteristics of network devices.  This will provide the user    comparable data from different vendors with which to evaluate these    devices. 
  22.  
  23. 2.  Definition format 
  24.  
  25.         Term to be defined. (e.g., Latency) 
  26.  
  27.         Definition:                 The specific definition for the term. 
  28.  
  29.         Discussion:                 A brief discussion about the term, it's application                 and any restrictions on measurement procedures. 
  30.  
  31.         Measurement units:                 The units used to report measurements of this                 term, if applicable. 
  32.  
  33.  
  34.  
  35. Benchmarking Methodology Working Group                          [Page 1] 
  36.  RFC 1242                Benchmarking Terminology               July 1991 
  37.  
  38.          Issues:                 List of issues or conditions that effect this term. 
  39.  
  40.         See Also:                 List of other terms that are relevant to the discussion                 of this term. 
  41.  
  42. 3.  Term definitions 
  43.  
  44. 3.1  Back-to-back 
  45.  
  46.         Definition:                 Fixed length frames presented at a rate such that there                 is the minimum legal separation for a given medium                 between frames over a short to medium period of time,                 starting from an idle state. 
  47.  
  48.         Discussion:                 A growing number of devices on a network can produce                 bursts of back-to-back frames.  Remote disk servers                 using protocols like NFS, remote disk backup systems                 like rdump, and remote tape access systems can be                 configured such that a single request can result in                 a block of data being returned of as much as 64K octets.                 Over networks like ethernet with a relatively small MTU                 this results in many fragments to be transmitted.  Since                 fragment reassembly will only be attempted if all                 fragments have been received, the loss of even one                 fragment because of the failure of some intermediate                 network device to process enough continuous frames can                 cause an endless loop as the sender repetitively                 attempts to send its large data block. 
  49.  
  50.                 With the increasing size of the Internet, routing                 updates can span many frames, with modern routers able                 to transmit very quickly.  Missing frames of routing                 information can produce false indications of                 unreachability.  Tests of this parameter are intended                 to determine the extent of data buffering in the                 device. 
  51.  
  52.         Measurement units:                 Number of N-octet frames in burst. 
  53.  
  54.         Issues: 
  55.  
  56.         See Also: 
  57.  
  58.  
  59.  
  60.  Benchmarking Methodology Working Group                          [Page 2] 
  61.  RFC 1242                Benchmarking Terminology               July 1991 
  62.  
  63.  3.2  Bridge 
  64.  
  65.         Definition:                 A system which forwards data frames based on information                 in the data link layer. 
  66.  
  67.         Discussion: 
  68.  
  69.         Measurement units:                 n/a 
  70.  
  71.         Issues: 
  72.  
  73.         See Also:                 bridge/router (3.3)                 router (3.15) 
  74.  
  75. 3.3  bridge/router 
  76.  
  77.         Definition:                 A bridge/router is a network device that can selectively                 function as a router and/or a bridge based on the                 protocol of a specific frame. 
  78.  
  79.         Discussion: 
  80.  
  81.         Measurement units:                 n/a 
  82.  
  83.         Issues: 
  84.  
  85.         See Also:                 bridge (3.2)                 router (3.15) 
  86.  
  87. 3.4  Constant Load 
  88.  
  89.         Definition:                 Fixed length frames at a fixed interval time. 
  90.  
  91.         Discussion:                 Although it is rare, to say the least, to encounter                 a steady state load on a network device in the real                 world, measurement of steady state performance may                 be useful in evaluating competing devices.  The                 frame size is specified and constant.  All device                 parameters are constant.  When there is a checksum                 in the frame, it must be verified. 
  92.  
  93.  
  94.  
  95. Benchmarking Methodology Working Group                          [Page 3] 
  96.  RFC 1242                Benchmarking Terminology               July 1991 
  97.  
  98.          Measurement units:                 n/a 
  99.  
  100.         Issues:                 unidirectional vs. bidirectional 
  101.  
  102.         See Also: 
  103.  
  104. 3.5  Data link frame size 
  105.  
  106.         Definition:                 The number of octets in the frame from the first octet                 following the preamble to the end of the FCS, if                 present, or to the last octet of the data if there                 is no FCS. 
  107.  
  108.         Discussion:                 There is much confusion in reporting the frame                 sizes used in testing network devices or network                 measurement.  Some authors include the checksum,                 some do not.  This is a specific definition for use                 in this and subsequent memos. 
  109.  
  110.         Measurement units:                 octets 
  111.  
  112.         Issues: 
  113.  
  114.         See Also: 
  115.  
  116. 3.6  Frame Loss Rate 
  117.  
  118.         Definition:                 Percentage of frames that should have been forwarded                 by a network device under steady state (constant)                 load that were not forwarded due to lack of                 resources. 
  119.  
  120.         Discussion:                 This measurement can be used in reporting the                 performance of a network device in an overloaded                 state.  This can be a useful indication of how a                 device would perform under pathological network                 conditions such as broadcast storms. 
  121.  
  122.         Measurement units:                 Percentage of N-octet offered frames that are dropped.                 To be reported as a graph of offered load vs frame loss. 
  123.  
  124.  
  125.  
  126. Benchmarking Methodology Working Group                          [Page 4] 
  127.  RFC 1242                Benchmarking Terminology               July 1991 
  128.  
  129.          Issues: 
  130.  
  131.         See Also:                 overhead behavior (3.11)                 policy based filtering (3.13)                 MTU mismatch behavior (3.10) 
  132.  
  133. 3.7  Inter Frame Gap 
  134.  
  135.         Definition:                 The delay from the end of a data link frame as defined                 in section 3.5, to the start of the preamble of the                 next data link frame. 
  136.  
  137.         Discussion:                 There is much confusion in reporting the between                 frame time used in testing network devices.  This                 is a specific definition for use in this and subsequent                 memos. 
  138.  
  139.         Measurement units:                 Time with fine enough units to distinguish between                 2 events. 
  140.  
  141.         Issues:                 Link data rate. 
  142.  
  143.         See Also: 
  144.  
  145. 3.8   Latency 
  146.  
  147.         Definition:                 For store and forward devices:                 The time interval starting when the last bit of the                 input frame reaches the input port and ending when                 the first bit of the output frame is seen on the                 output port. 
  148.  
  149.                 For bit forwarding devices:                 The time interval starting when the end of the first                 bit of the input frame reaches the input port and                 ending when the start of the first bit of the output                 frame is seen on the output port. 
  150.  
  151.         Discussion:                 Variability of latency can be a problem.                 Some protocols are timing dependent (e.g., LAT and IPX).                 Future applications are likely to be sensitive to 
  152.  
  153.  
  154.  
  155. Benchmarking Methodology Working Group                          [Page 5] 
  156.  RFC 1242                Benchmarking Terminology               July 1991 
  157.  
  158.                  network latency.  Increased device delay can reduce                 the useful diameter of net.  It is desired to                 eliminate the effect of the data rate on the latency                 measurement.  This measurement should only reflect the                 actual within device latency.  Measurements should be                 taken for a spectrum of frame sizes without changing                 the device setup. 
  159.  
  160.                 Ideally, the measurements for all devices would be from                 the first actual bit of the frame after the preamble.                 Theoretically a vendor could design a device that                 normally would be considered a store and forward                 device, a bridge for example, that begins transmitting                 a frame before it is fully received.  This type of                 device is known as a "cut through" device.  The                 assumption is that the device would somehow invalidate                 the partially transmitted frame if in receiving the                 remainder of the input frame, something came up that                 the frame or this specific forwarding of it was in                 error.  For example, a bad checksum.  In this case,                 the device would still be considered a store and                 forward device and the latency would still be                 from last bit in to first bit out, even though the                 value would be negative.  The intent is to treat                 the device as a unit without regard to the internal                 structure. 
  161.  
  162.         Measurement units:                 Time with fine enough units to distinguish between                 2 events. 
  163.  
  164.         Issues: 
  165.  
  166.         See Also:                 link speed mismatch (3.9)                 constant load (3.4)                 back-to-back (3.1)                 policy based filtering (3.13)                 single frame behavior (3.16) 
  167.  
  168. 3.9  Link Speed Mismatch 
  169.  
  170.         Definition:                 Speed mismatch between input and output data rates. 
  171.  
  172.         Discussion:                 This does not refer to frame rate per se, it refers to                 the actual data rate of the data path.  For example, 
  173.  
  174.  
  175.  
  176. Benchmarking Methodology Working Group                          [Page 6] 
  177.  RFC 1242                Benchmarking Terminology               July 1991 
  178.  
  179.                  an Ethernet on one side and a 56KB serial link on the                 other.  This is has also been referred to as the "fire                 hose effect".  Networks that make use of serial links                 between local high speed networks will usually have                 link speed mismatch at each end of the serial links. 
  180.  
  181.         Measurement units:                 Ratio of input and output data rates. 
  182.  
  183.         Issues: 
  184.  
  185.         See Also:                 constant load (3.4)                 back-to-back (3.1) 
  186.  
  187. 3.10  MTU-mismatch behavior 
  188.  
  189.         Definition:                 The network MTU (Maximum Transmission Unit) of the                 output network is smaller than the MTU of the input                 network, this results in fragmentation. 
  190.  
  191.         Discussion:                 The performance of network devices can be significantly                 affected by having to fragment frames. 
  192.  
  193.         Measurement units:                 Description of behavior. 
  194.  
  195.         Issues: 
  196.  
  197.         See Also: 
  198.  
  199. 3.11  Overhead behavior 
  200.  
  201.         Definition:                 Processing done other than that for normal data frames. 
  202.  
  203.         Discussion:                 Network devices perform many functions in addition                 to forwarding frames.  These tasks range from internal                 hardware testing to the processing of routing                 information and responding to network management                 requests.  It is useful to know what the effect of                 these sorts of tasks is on the device performance.                 An example would be if a router were to suspend                 forwarding or accepting frames during the processing                 of large routing update for a complex protocol like 
  204.  
  205.  
  206.  
  207. Benchmarking Methodology Working Group                          [Page 7] 
  208.  RFC 1242                Benchmarking Terminology               July 1991 
  209.  
  210.                  OSPF.  It would be good to know of this sort of                 behavior. 
  211.  
  212.         Measurement units:                 Any quantitative understanding of this behavior is by                 the determination of its effect on other measurements. 
  213.  
  214.         Issues:                 bridging and routing protocols                 control processing                 icmp                 ip options processing                 fragmentation                 error processing                 event logging/statistics collection                 arp 
  215.  
  216.         See Also:                 policy based filtering (3.13) 
  217.  
  218. 3.12  Overloaded behavior 
  219.  
  220.         Definition:                 When demand exceeds available system resources. 
  221.  
  222.         Discussion:                 Devices in an overloaded state will lose frames.  The                 device might lose frames that contain routing or                 configuration information.  An overloaded state is                 assumed when there is any frame loss. 
  223.  
  224.         Measurement units:                 Description of behavior of device in any overloaded                 states for both input and output overload conditions. 
  225.  
  226.         Issues:                 How well does the device recover from overloaded state?                 How does source quench production effect device?                 What does device do when its resources are exhausted?                 What is response to system management in overloaded                 state? 
  227.  
  228.         See Also: 
  229.  
  230. 3.13  Policy based filtering 
  231.  
  232.         Definition:                 Filtering is the process of discarding received 
  233.  
  234.  
  235.  
  236. Benchmarking Methodology Working Group                          [Page 8] 
  237.  RFC 1242                Benchmarking Terminology               July 1991 
  238.  
  239.                  frames by administrative decision where normal                 operation would be to forward them. 
  240.  
  241.         Discussion:                 Many network devices have the ability to be                 configured to discard frames based on a number                 of criteria.  These criteria can range from simple                 source or destination addresses to examining                 specific fields in the data frame itself.                 Configuring many network devices to perform                 filtering operations impacts the throughput                 of the device. 
  242.  
  243.         Measurement units:                 n/a 
  244.  
  245.         Issues:                 flexibility of filter options                 number of filter conditions 
  246.  
  247.         See Also: 
  248.  
  249. 3.14  Restart behavior 
  250.  
  251.         Definition:                 Reinitialization of system causing data loss. 
  252.  
  253.         Discussion:                 During a period of time after a power up or                 reset, network devices do not accept and forward                 frames.  The duration of this period of unavailability                 can be useful in evaluating devices.  In addition,                 some network devices require some form of reset                 when specific setup variables are modified.  If the                 reset period were long it might discourage network                 managers from modifying these variables on production                 networks. 
  254.  
  255.         Measurement units:                 Description of device behavior under various restart                 conditions. 
  256.  
  257.         Issues:                 Types:                         power on                         reload software image                         flush port, reset buffers                         restart current code image, without reconfuration 
  258.  
  259.  
  260.  
  261. Benchmarking Methodology Working Group                          [Page 9] 
  262.  RFC 1242                Benchmarking Terminology               July 1991 
  263.  
  264.                  Under what conditions is a restart required?                 Does the device know when restart needed (i.e., hung                         state timeout)?                 Does the device recognize condition of too frequent                         auto-restart?                 Does the device run diagnostics on all or some resets?                 How may restart be initiated?                         physical intervention                         remote via terminal line or login over network 
  265.  
  266.         See Also: 
  267.  
  268. 3.15  Router 
  269.  
  270.         Definition:                 A system which forwards data frames based on                 information in the network layer. 
  271.  
  272.         Discussion:                 This implies "running" the network level protocol                 routing algorithm and performing whatever actions                 that the protocol requires.  For example, decrementing                 the TTL field in the TCP/IP header. 
  273.  
  274.         Measurement units:                 n/a 
  275.  
  276.         Issues: 
  277.  
  278.         See Also:                 bridge (3.2)                 bridge/router (3.3) 
  279.  
  280. 3.16  Single frame behavior 
  281.  
  282.         Definition:                 One frame received on the input to a device. 
  283.  
  284.         Discussion:                 A data "stream" consisting of a single frame can                 require a network device to do a lot of processing.                 Figuring routes, performing ARPs, checking                 permissions etc., in general, setting up cache entries.                 Devices will often take much more time to process a                 single frame presented in isolation than it would if                 the same frame were part of a steady stream.  There                 is a worry that some devices would even discard a single                 frame as part of the cache setup procedure under the 
  285.  
  286.  
  287.  
  288. Benchmarking Methodology Working Group                         [Page 10] 
  289.  RFC 1242                Benchmarking Terminology               July 1991 
  290.  
  291.                  assumption that the frame is only the first of many. 
  292.  
  293.         Measurement units:                 Description of the behavior of the device. 
  294.  
  295.         Issues: 
  296.  
  297.         See Also:                 policy based filtering (3.13) 
  298.  
  299. 3.17  Throughput 
  300.  
  301.         Definition:                 The maximum rate at which none of the offered frames                 are dropped by the device. 
  302.  
  303.         Discussion:                 The throughput figure allows vendors to report a                 single value which has proven to have use in the                 marketplace.  Since even the loss of one frame in a                 data stream can cause significant delays while                 waiting for the higher level protocols to time out,                 it is useful to know the actual maximum data                 rate that the device can support.  Measurements should                 be taken over a assortment of frame sizes.  Separate                 measurements for routed and bridged data in those                 devices that can support both.  If there is a checksum                 in the received frame, full checksum processing must                 be done. 
  304.  
  305.         Measurement units:                 N-octet input frames per second                 input bits per second 
  306.  
  307.         Issues:                 single path vs. aggregate                 load                 unidirectional vs bidirectional                 checksum processing required on some protocols 
  308.  
  309.         See Also:                 frame loss rate (3.6)                 constant load (3.4)                 back-to-back (3.1) 
  310.  
  311.  
  312.  
  313.  
  314.  
  315.  
  316.  
  317. Benchmarking Methodology Working Group                         [Page 11] 
  318.  RFC 1242                Benchmarking Terminology               July 1991 
  319.  
  320.  4.  Acknowledgements 
  321.  
  322.    This memo is a product of the IETF BMWG working group: 
  323.  
  324.         Chet Birger, Coral Networks         Scott Bradner, Harvard University (chair)         Steve Butterfield, independant consultant         Frank Chui, TRW         Phill Gross, CNRI         Stev Knowles, FTP Software, Inc.         Mat Lew, TRW         Gary Malkin, FTP Software, Inc.         K.K. Ramakrishnan, Digital Equipment Corp.         Mick Scully, Ungerman Bass         William M. Seifert, Wellfleet Communications Corp.         John Shriver, Proteon, Inc.         Dick Sterry, Microcom         Geof Stone, Network Systems Corp.         Geoff Thompson, SynOptics         Mary Youssef, IBM 
  325.  
  326. Security Considerations 
  327.  
  328.    Security issues are not discussed in this memo. 
  329.  
  330. Author's Address 
  331.  
  332.    Scott Bradner    Harvard University    William James Hall 1232    33 Kirkland Street    Cambridge, MA 02138 
  333.  
  334.    Phone: (617) 495-3864 
  335.  
  336.    EMail: SOB@HARVARD.HARVARD.EDU    Or, send comments to: bmwg@harvisr.harvard.edu. 
  337.  
  338.  
  339.  
  340.  
  341.  
  342.  
  343.  
  344.  
  345.  
  346.  
  347.  
  348.  
  349.  
  350.  Benchmarking Methodology Working Group                         [Page 12] 
  351.  
  352.