測量U-VL AN 的 OVERHEAD

要了解本系統的 overhead 便需要實際的測量，本實驗則是透過測量 ping 的回應時間 來了解，也就是說封包經由本系統以及不經過本系統，中間的落差基本上就是經過本系 統所需要多花的時間。ping 的測量也有其他好處，可以了解網路連線的穩定度，有些網 路是需要反應時間快的，不可以延遲太久，像即時戰略遊戲，第一人稱射擊遊戲，以及 目前最紅的 MMO RPG 等，都不允許網路太大的延遲，所以測量 ping 的反應是需要的。

圖27: Ping 回應時間實驗架構

測試環境很簡單，只用單一的乙太網路介面，透過該實體網路，建立本系統平台。

環境建立好之後，便在 CN 上頭下指令，對 MN 作 ping 的動作。再進一步說明，本實驗 分成兩部分，一部份就是傳統乙太網路上對另外一台電腦 ping 的測量，也就是單純的從 IP 為 140.113.215.193 發送 ICMP 的封包給 140.113.24.157 這端，來測量回應的時間。另外 一部分就是對 192.168.3.3 的 IP 做 ping 的動作，網域的關係，ping 的封包會經過 CN 上頭 的虛擬網路卡即 192.168.3.5 送出，再經過本系統的處理，最後送達 192.168.3.3 的虛擬網 卡上。此實驗之 ICMP 的封包大小以遞增的方式測試，由小到大，指數成長的方式測量，

從 32bytes 開始，每次增加都增為兩倍，直到 ICMP 所規定的最大封包為止。每次測量，

發送 100 個單位的 ping，並紀錄回應的時間值，數據的收集以最大值，最小值，平均值 來分析。下圖為實驗的結果，B 為本平台 U-VLan 的實驗數據，A 為單純乙太網路的數 據。

圖28: Ping 回應的時間

圖 28 中，正常情況下的 A，當 ICMP 的封包比較小的時候，反應其實滿快的，由於 乙太網路的設計，正常的封包最大為 1514 bytes，如果再大的話，會被切割成兩個，甚 至更多個封包，所以在圖中，對於 1024 bytes 以下的回應時間，基本上都差不多，因為 它並不會產生兩個以上的封包傳送。至於超過 1024 bytes 的數值，因為送出的量是以指 數的方式成長，所以如預期，圖形皆有指數成長的趨勢。圖中 A 類線條顯示，該最小值 和平均值很接近，而和最大值中間有一個落差，這顯示可能是因為硬體的不穩定，包含 中間的交換器等因素，所以會忽然出現一個最大值，不然應該都是處於最小值的範圍。

而本系統 U-VLan 和 A 有點類似，平均值也是偏向最小值，只不過沒有那麼近，這可能 是因為軟體的運作，時間不穩定的關係，所以不會常常都處於最小值的範圍。

另外，以最大值來比較，A 類的最大值以指數成長，且比較平滑，而本平台 U-VLan 的最大值，雖說也是指數的成長趨勢，但是會有不穩定的現象，也就忽高忽低的，這原 因可以歸咎於 U-VLan 是以軟體的模式來模擬乙太網路的機制，所以既然是軟體，就不

會那麼的穩定。最小值，基本上是可以表現出此網路系統的最佳的狀態，因此該值可以 直接當作最佳的反應時間，從圖中可知，最小值的曲線是最漂亮的一組，也是最符合指 數方程式，較少偏差，也因此可以用數學式子來預測更大網路封包的來回所需要的時 間，只是最小值往往在現實的情況下不會總是出現，就像理想氣體一樣，現實中的氣體 會有一些微小的因素影響著，實際上的網路也一樣，也會有些微的小因子在影響著，因 此看平均值比較可以了解真實的情況。

在 Ping 回應時間的圖中，兩條實線為平均值，也代表著真實的情況。在較小資料的 時候，回應時間也小，U-VLan 會比乙太網路的時間還多 2 ms ~ 3 ms，這意味著兩端系 統多處理封包資料的時間約為 2 ms ~ 3 ms，單一端處理的時間為 1ms~1.5ms，滿小的，

可以忽略，而當傳送的資料變大的時候，處理的時間就明顯的增加，從 1 Kbyte 的 2.5 ms，

8 Kbytes 的 5 ms，16 Kbytes 的 10 ms，32 Kbytes 的 13.5ms 到最大的 64 Kbytes 的 21.5 ms，

均繼續成長，值得注意的是值都小於 25ms，不會太大，而且在一般的網路封包，並不 需要這麼大的封包送出後再等回應，一般都只有一個封包送出，之後就會有封包回應，

所以平均的時間應該以乙太網路最大可接受的範圍為基準，也就是 1.5 Kbytes，而此資 料大小的來回反應時間，基本上都約在 3 ms 附近，反應算是很快的，也因為小，增加 出來的負擔開銷也就可以忽略掉。

實驗結果顯示 U-VLan 的平台並不會有太大的 overhead，且透過本平台運作的應用 程式，不會因為本系統的微小延遲而產生問題，這個微小的延遲可以假想為中間多經過 一些路由器的延遲即可。