DHCP負荷試験ツール

本ツールは、CentOS 5 と 6 の 64bit が用意されています。RPM版は

rpm -ivh dhcpperf-<バージョン番号>.rpm

コマンドでインストールすることができ、以下のファイルが展開されます。

/usr/bin/dhcpperf
/usr/share/ncad/dhcpperf/expand.dat
/usr/share/ncad/dhcpperf/discover.dat
/usr/share/ncad/dhcpperf/release.dat
/usr/share/ncad/dhcpperf/request.dat

• -h --help
  ヘルプメッセージを表示
  
• --usage
  簡略化したヘルプメッセージを表示
  
• -v --progress
  1秒ごとに統計情報を表示
  
• -s --server サーバIPアドレス[,サーバIPアドレス...]
  DHCPサーバのIPアドレスを指定。無指定の場合は、ブロードキャストアドレスで試験を行う
  
• --test-duration 時間
  計測時間(秒)を指定。デフォルト値は120秒
  
• --hardware XX:XX:XX:XX:XX:XX
  リクエストに用いるMACアドレスを指定。
  
• --hardware-length 個数
  リクエストに用いるMACアドレス数を指定。上限を超えると最初のMACアドレスに戻る。デフォルトは 16777216
  
• --xid 数値
  トランザクションIDに用いる値を指定
  
• --clients 個数
  初期時における1秒間の同時リクエスト数を指定
  
• --limit 個数
  1秒間の同時リクエスト数の上限値を指定
  
• --timeout 時間
  DHCPパケットのタイムアウトとして判定する時間を指定。デフォルトは3秒
  
• --cooldown-time 時間
  測定して終わってから、次の測定が始まるまでの待機時間を指定。デフォルトは5秒
  
• --error-threshold しきい値
  エラーと判定する割合を指定 (= 失敗数 ÷ 成功数 ☓ 100)。デフォルトは0.1%
  （0.1 の場合、1000回成功したら1回は失敗してもエラーとはしない）
  
• --recv-port ポート番号
  DHCPパケットを受信するポート番号を指定。デフォルトだと、クライアントでの測定時は 68 ポート、リレーでの測定時は 67 ポートを使う
  
• --send-port ポート番号
  DHCPパケットの送信先ポート番号を指定。デフォルトは 67 ポート番号
  
• --nthreads スレッドプール数を指定
  プログラムで使用するスレッドプール数を指定。コア数に合わせると処理効率が高まる
  
• --disable-promiscuous
  プロミスキャスモードで通信を行なわない。
  
• --test-mode [mode]
  highload: 最高速を測定し、徐々の下げる
  slowly: 負荷を徐々に上げる
  endless: 永遠に一定数の負荷をかけつづける
  once: １回だけ処理を行う
  
• --log-file ファイル名
  デバッグログ出力を保存するファイル名を指定。
  （※ログローテーションは行わず、巨大なファイルになることがあるので注意）
  
• --exec-file ファイル名
  テストを動かす前にスクリプトを実行するファイル名を指定。
  

DHCPメッセージ名には、以下の文字列が利用できます。※大文字、小文字は区別しません。

• DHCPDISCOVER
  DHCPDISCOVERメッセージを送信します。通常、クライアントのときは Broadcast = 1 を指定し、リレーのときは Giaddr = <DHCPサーバアドレス> を指定します。
  
• DHCPREQUEST
  DHCPREQUESTメッセージを送信します。
  
• DHCPRELEASE
  DHCPRELEASEメッセージを送信します。
  
• DHCPDECLINE
  DHCPDECLINEメッセージを送信します。
  
• DHCPINFORM
  DHCPINFORMメッセージを送信します。
  

バリアントには、文字列, IPアドレス列, 10進数列, 16進数列の書式でデータを記述することができます。

• 文字列 は、""(ダブルクォート)で囲うことで表現します。
  例: "dhcpperf"
  
• IPアドレス列 は、IPアドレス表記 192.168.100.1 を ,(カンマ)区切りで表現します。
  例: 192.168.0.100, 192.168.0.101, 192.168.0.102
  
• 10進数列 は、0から255までの数値を ,(カンマ)区切りで表現します。
  例: 1,2,3,4,5,6,7,8,9
  
• 16進数列 は、00からFFまでの2桁数値を :(コロン)区切りで表現します。
  例: 00:01:02:03
  

パラメータの値に「@auto」を指定すると、DHCPサーバからレスポンスデータの同じパラメータ値を利用することができます。

例えば、オプション54 に「@auto」を指定した場合、レスポンスメッセージに オプション54 が含まれていると、そのままリクエストメッセージとして送信します。
オプションパラメータは、DHCPDISCOVERメッセージや、レスポンスメッセージに指定のオプション番号が含まれていない場合、次のリクエストメッセージにオプションパラメータは含まれません。

基本は、同じレスポンスパラメータを利用しますが、一部のパラメータに「@auto」を指定すると、特殊な値が設定されます。

シナリオデータファイルの Broadcast, Giaddr, オプション54 に「@auto」が指定しておくと、クライアント試験・リレー経由の試験をコマンドライン引数 --server の有無で、自動的に切り替えることができます。
また、シナリオデータファイルに Broadcast, Giaddr, オプション54 を明示的に値を指定することも可能です。この場合、コマンドライン引数 --server を無視し、シナリオデータに基づいた試験になります。

シナリオデータは、本ツールが送信する１データを定義し、コマンドラインで複数のシナリオデータファイルを指定することで、DHCPサーバとの通信を制御します。
一連の動作を１回の処理として、DHCPサーバが1秒あたりどの程度の処理数まで正しく応答できるかを評価します。

DHCPサーバの性能を図る最も簡単な方法として、DHCPDISCOVER → DHCPOFFER → DHCPREQUEST → DHCPACK → DHCPRELEASE から成る "5 way hand-shakes" が挙げられます。
この場合、本ツールは DHCPDISCOVER、DHCPREQUEST、DHCPRELEASE の３つにシナリオデータファイルを用意します。

"5 way hand-shakes" の試験をシナリオデータで定義すると以下のようなファイル構成になります。

• discover.dat
  

Hops=0
Secs=0
Broadcast=1
Ciaddr=0.0.0.0
Yiaddr=0.0.0.0
Siaddr=0.0.0.0
Giaddr=0.0.0.0
Chaddr=@auto
Sname=""
File=""
12="dhcpperf"
53=DHCPDISCOVER
55=1,3,6,15
61=@auto

• request.dat
  

Hops=0
Secs=0
Broadcast=1
Ciaddr=0.0.0.0
Yiaddr=0.0.0.0
Siaddr=0.0.0.0
Giaddr=0.0.0.0
Chaddr=@auto
Sname=""
File=""
12="dhcpperf"
53=DHCPREQUEST
54=@auto
55=1,3,6,15
50=@auto
61=@auto

• release.dat
  

Hops=0
Secs=0
Broadcast=1
Ciaddr=@auto
Yiaddr=0.0.0.0
Siaddr=0.0.0.0
Giaddr=@auto
Chaddr=@auto
Sname=""
File=""
12="dhcpperf"
53=DHCPRELEASE
54=@auto
55=1,3,6,15
50=@auto
61=@auto

./dhcpperf -v <デバイス名> ./discover.dat ./request.dat ./release.dat

※クライアントからの試験は、ブロードキャストアドレスを用いるため、コマンドライン引数に --server IPアドレスは指定しません。また、discover.dat の Broadcastパラメータには、ブロードキャストフラグ 1 を指定する点に注意してください。

リレーエージェント経由の試験を行う場合、Giaddr に本ツールで使用するIPアドレス、オプション54にDHCPサーバのIPアドレスを指定する必要がありますが、Broadcast、Giaddr、オプション54に "@auto" を指定すると、コマンドライン引数 --server で指定したIPアドレスや<デバイス名>に設定されているIPアドレスが自動で設定されます。

リレー経由の "5 way hand-shakes" の試験をシナリオデータで定義すると以下のようなファイル構成になります。

• discover.dat
  

Hops=0
Secs=0
Broadcast=@auto
Ciaddr=0.0.0.0
Yiaddr=0.0.0.0
Siaddr=0.0.0.0
Giaddr=@auto
Chaddr=@auto
Sname=""
File=""
12="dhcpperf"
53=DHCPDISCOVER
54=@auto
55=1,3,6,15,119,95,252,44,46,47,5,197,43,69,42,201,202
61=@auto
82=01:04:20:00:00:1e:02:06:70:58:12:35:13:33

• request.dat
  

Hops=0
Secs=0
Broadcast=@auto
Ciaddr=0.0.0.0
Yiaddr=0.0.0.0
Siaddr=0.0.0.0
Giaddr=@auto
Chaddr=@auto
Sname=""
File=""
12="dhcpperf"
50=@auto
53=DHCPREQUEST
54=@auto
55=1,3,6,15,119,95,252,44,46,47,5,197,43,69,42,201,202
61=@auto
82=01:04:20:00:00:1e:02:06:70:58:12:35:13:33

• release.dat
  

Hops=0
Secs=0
Broadcast=@auto
Ciaddr=@auto
Yiaddr=0.0.0.0
Siaddr=0.0.0.0
Giaddr=@auto
Chaddr=@auto
Sname=""
File=""
12="dhcpperf"
50=@auto
53=DHCPRELEASE
54=@auto
55=1,3,6,15,119,95,252,44,46,47,5,197,43,69,42,201,202
61=@auto
82=01:04:20:00:00:1e:02:06:70:58:12:35:13:33

./dhcpperf -v -s <DHCPサーバ IPアドレス> <デバイス名> ./discover.dat ./request.dat ./release.dat

クライアント、リレー経由で異なる Broadcast パラメータや Giaddr パラメータに "@auto" を指定すると、コマンドライン引数 --server の有無によってクライアント動作とリレー経由の動作を区別しています。

※ 汎用的なシナリオデータが usr/share/ncad/dhcpperf 以下に格納されており、これらのシナリオデータファイルを編集し、オプションなど付加した試験が簡単に行えるようになっています。

DHCPのシナリオを繰り返し実行する場合、シナリオファイルの次の引数に数値を入力すると、指定した回数分のシナリオを繰り返し処理することができます。
例えば、DHCPREQUEST を 100回繰り返す場合は、以下のような記述になります。

./dhcpperf -v -s <DHCPサーバ IPアドレス> <デバイス名> ./discover.dat ./request.dat 100 ./release.dat

DHCPのシナリオデータを複数記述すると、トランザクションごとに変化させることができます。
例えば、オプション60 を以下のように記述すると、トランザクションごとに foo と bar が交互に実行されます。

Hops=0
・・・省略・・・
53=DHCPDISCOVER
54=@auto
60="foo"
60="bar"

また、DHCPDISCOVER に続く DHCPREQUEST に、@auto を指定すれば、DHCPDISCOVER で指定された "foo" または "bar" が引き継がれます。

コマンドライン引数 -v もしくは --progress を付けて起動すると、1秒ごとの統計種情報が標準出力に表示されるようになります。

各項目は、以下のようになっています。

• secs
  プログラムが起動してからの時間
  
• success
  処理が正常に完了した累積数
  
• failure
  NAK応答もしくは、一定時間無応答の数
  
• active
  処理中もしくは受信待ちの数
  
• minimum
  1秒あたり最低処理数
  
• current
  1秒あたりの処理数
  
• maximum
  1秒あたりの最大処理数
  
• average
  1処理の開始から終了までに要した平均時間。単位ミリ秒
  
• slowest
  1処理の開始から終了までに要した最長時間。単位ミリ秒
  
• fastest
  1処理の開始から終了までに要した最短時間。単位ミリ秒
  

リース延長は、リレー経由のときもユニキャストでDHCPサーバとDHCPクライアントが直接、送受信を行います。
リース延長を交えた試験用のサンプルデータが /usr/share/ncad/dhcpperf/expand.dat として用意されており

./dhcpperf -v -s <DHCPサーバ IPアドレス> <デバイス名> discover.dat request.dat expand.dat release.dat

で、実行することができます。