docs/content/methodology/data_plane_throughput/data_plane_throughput.md

   1 ---
   2 title: "Data Plane Throughput"
   3 weight: 1
   4 ---
   5
   6 # Data Plane Throughput
   7
   8 Network data plane throughput is measured using multiple test methods in
   9 order to obtain representative and repeatable results across the large
  10 set of performance test cases implemented and executed within CSIT.
  11
  12 Following throughput test methods are used:
  13
  14 - MLRsearch - Multiple Loss Ratio search
  15 - MRR - Maximum Receive Rate
  16 - PLRsearch - Probabilistic Loss Ratio search
  17
  18 Description of each test method is followed by generic test properties
  19 shared by all methods.
  20
  21 ## MLRsearch Tests
  22
  23 ### Description
  24
  25 Multiple Loss Ratio search (MLRsearch) tests discover multiple packet
  26 throughput rates in a single search, reducing the overall test execution
  27 time compared to a binary search. Each rate is associated with a
  28 distinct Packet Loss Ratio (PLR) criteria. In FD.io CSIT two throughput
  29 rates are discovered: Non-Drop Rate (NDR, with zero packet loss, PLR=0)
  30 and Partial Drop Rate (PDR, with PLR<0.5%). MLRsearch is compliant with
  31 RFC2544.
  32
  33 ### Usage
  34
  35 MLRsearch tests are run to discover NDR and PDR rates for each VPP and
  36 DPDK release covered by CSIT report. Results for small frame sizes
  37 (64b/78B, IMIX) are presented in packet throughput graphs
  38 (Box-and-Whisker Plots) with NDR and PDR rates plotted against the test
  39 cases covering popular VPP packet paths.
  40
  41 Each test is executed at least 10 times to verify measurements
  42 repeatability and results are compared between releases and test
  43 environments. NDR and PDR packet and bandwidth throughput results for
  44 all frame sizes and for all tests are presented in detailed results
  45 tables.
  46
  47 ### Details
  48
  49 See [MLRSearch]({{< ref "mlrsearch/#MLRsearch" >}}) section for more detail.
  50 MLRsearch is being standardized in IETF in
  51 [draft-ietf-bmwg-mlrsearch](https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-ietf-bmwg-mlrsearch-01).
  52
  53 ## MRR Tests
  54
  55 ### Description
  56
  57 Maximum Receive Rate (MRR) tests are complementary to MLRsearch tests,
  58 as they provide a maximum “raw” throughput benchmark for development and
  59 testing community.
  60
  61 MRR tests measure the packet forwarding rate under the maximum load
  62 offered by traffic generator (dependent on link type and NIC model) over
  63 a set trial duration, regardless of packet loss. Maximum load for
  64 specified Ethernet frame size is set to the bi-directional link rate.
  65
  66 ### Usage
  67
  68 MRR tests are much faster than MLRsearch as they rely on a single trial
  69 or a small set of trials with very short duration. It is this property
  70 that makes them suitable for continuous execution in daily performance
  71 trending jobs enabling detection of performance anomalies (regressions,
  72 progressions) resulting from data plane code changes.
  73
  74 MRR tests are also used for VPP per patch performance jobs verifying
  75 patch performance vs parent. CSIT reports include MRR throughput
  76 comparisons between releases and test environments. Small frame sizes
  77 only (64b/78B, IMIX).
  78
  79 ### Details
  80
  81 See [MRR Throughput]({{< ref "mrr_throughput/#MRR Throughput" >}})
  82 section for more detail about MRR tests configuration.
  83
  84 FD.io CSIT performance dashboard includes complete description of
  85 [daily performance trending tests](https://s3-docs.fd.io/csit/master/trending/methodology/performance_tests.html)
  86 and [VPP per patch tests](https://s3-docs.fd.io/csit/master/trending/methodology/perpatch_performance_tests.html).
  87
  88 ## PLRsearch Tests
  89
  90 ### Description
  91
  92 Probabilistic Loss Ratio search (PLRsearch) tests discovers a packet
  93 throughput rate associated with configured Packet Loss Ratio (PLR)
  94 criteria for tests run over an extended period of time a.k.a. soak
  95 testing. PLRsearch assumes that system under test is probabilistic in
  96 nature, and not deterministic.
  97
  98 ### Usage
  99
 100 PLRsearch are run to discover a sustained throughput for PLR=10^-7
 101 (close to NDR) for VPP release covered by CSIT report. Results for small
 102 frame sizes (64b/78B) are presented in packet throughput graphs (Box
 103 Plots) for a small subset of baseline tests.
 104
 105 Each soak test lasts 30 minutes and is executed at least twice. Results are
 106 compared against NDR and PDR rates discovered with MLRsearch.
 107
 108 ### Details
 109
 110 See [PLRSearch]({{< ref "plrsearch/#PLRsearch" >}}) methodology section for
 111 more detail. PLRsearch is being standardized in IETF in
 112 [draft-vpolak-bmwg-plrsearch](https://tools.ietf.org/html/draft-vpolak-bmwg-plrsearch).
 113
 114 ## Generic Test Properties
 115
 116 All data plane throughput test methodologies share following generic
 117 properties:
 118
 119 - Tested L2 frame sizes (untagged Ethernet):
 120
 121   - IPv4 payload: 64B, IMIX (28x64B, 16x570B, 4x1518B), 1518B, 9000B.
 122   - IPv6 payload: 78B, IMIX (28x78B, 16x570B, 4x1518B), 1518B, 9000B.
 123   - All quoted sizes include frame CRC, but exclude per frame
 124     transmission overhead of 20B (preamble, inter frame gap).
 125
 126 - Offered packet load is always bi-directional and symmetric.
 127 - All measured and reported packet and bandwidth rates are aggregate
 128   bi-directional rates reported from external Traffic Generator
 129   perspective.