CN1434382A - IEEE802.1x网络接入设备的测试方法及系统 - Google Patents

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CN1434382A CN 02116388 CN02116388A CN1434382A CN 1434382 A CN1434382 A CN 1434382A CN 02116388 CN02116388 CN 02116388 CN 02116388 A CN02116388 A CN 02116388A CN 1434382 A CN1434382 A CN 1434382A
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黄新润
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Abstract

本发明涉及一种IEEE 802.1x网络接入设备的测试方法和相应的系统。本方案采用模拟多个802.1x客户端的方法进行测试，包括用户输入管理模块、信息显示及存储模块、802.1x协议模块、DHCP协议模块、ARP协议模块及Ping处理模块等。采用该方法和系统可以使得接入设备开发商和网络运营商可以在低成本、高效和方便的条件下，实现对802.1x接入设备功能及性能的测试。可广泛应用于网络通信领域。

Description

IEEE 802.1x网络接入设备的测试方法及系统
所属技术领域：
本发明涉及计算机网络接入设备的测试方法及其专用系统。
背景技术：
在众多的以太网接入控制技术中，IEEE 802.1x具有对现有网络构架影响小、适用于多种接入设备、便于从现有系统扩展的特点。由于IEEE 802.1x是一项新的以太网技术，目前缺少对802.1x接入设备的测试方法，这给开发和测试802.1x接入设备带来极大的不便。比如测试802.1x接入设备处理多客户端并发进行认证请求的性能时，如果没有有效的测试方法，就很难实现这项测试。
发明目的：
为了解决IEEE 802.1x网络接入设备的测试问题，本发明的目的是提供一种测试方法，使得接入设备开发商和网络运营商可以在低成本、高效和方便的条件下，实现对802.1x接入设备功能及性能的测试。
发明的技术方案：
本发明借助Winpcap(Windows Packet Capture Library)网卡直接读写驱动软件和Windows操作系统PC机，采用下述步骤实现对802.1x接入设备功能及性能的测试。
1)利用Winpcap网卡直接读写驱动软件建立与PC机网卡的通信接口，通过该通信接口与被测设备进行通讯交互；
2)构造客户端源MAC地址，向接入设备并发发出认证请求，利用802.1x协议处理模块模拟客户端的认证；
3)当某一客户端通过认证以后，通过DHCP协议处理模块完成该客户端的IP地址申请过程；
4)当客户端完成IP申请后，通过ARP协议模块解析出目的IP的MAC地址；
5)Ping处理模块根据使用者通过用户输入管理模块指定的目的IP地址、第4)步解析出的目的MAC地址、第3)步申请的客户端源IP地址及系统构造的源MAC地址，通过这四个地址构造出Ping请求报文，模拟Ping通信过程，进行网络接入设备功能和性能的测试。
本发明的测试系统包括：
用户输入管理模块：负责接收和处理使用者输入的数据；
网卡直接读写模块：负责从网卡直接读取数据和通过网卡直接传输数据；
802.1x协议模块：负责实现IEEE 802.1x协议规定的Supplicant StateMachine，通过与接入设备的交互，完成所模拟的客户端认证过程；
DHCP协议模块：负责实现DHCP协议规定的IP地址申请过程，通过与DHCP服务器的交互，完成所模拟的客户端的申请IP过程；
ARP协议模块：负责实现ARP协议规定的地址解析过程，解析使用者指定的IP地址的对应MAC地址和解析所模拟客户端的网关IP对应的MAC地址；
Ping处理模块：负责实现Ping功能，完成所模拟的客户端的网络流量的产生；
信息显示及存储模块：负责在软件界面显示出所有的交互信息及将以上信息保存到数据库中。
有益效果：本发明可以在Windows操作系统的PC机上实现对多个802.1x请求方使用固定或变化的用户名及密码进行通信的模拟，产生模拟的多客户网络流量，对接入设备的功能及性能进行如下测试：
1、通过模拟多个802.1x请求方，可以实现对接入设备802.1x协议实现正确与否进行测试；可以实现对802.1x接入设备的处理多客户端并发请求认证的性能进行测试；可以实现对802.1x接入设备的处理多客户端同时离线的性能进行测试；可以实现802.1x接入设备的在线检测功能性能进行测试；可以实现对802.1x接入设备的系统客户端接入数及单个端口客户端接入数进行测试；
2、通过模拟多个DHCP客户端，可对接入设备的DHCP延迟功能及性能进行测试；
3、通过模拟多个客户端产生网络流量，可以对接入设备的流量统计功能及性能进行测试。
附图说明：图1测试系统和方法示意框图
实施例：参见图1，本发明所涉及的测试系统各模块设计如下：
1、用户输入管理模块：负责接收和处理使用者输入的数据；
2、网卡直接读写模块：负责从网卡直接读取数据和通过网卡直接传输数据；
3、802.1x协议模块：负责实现IEEE 802.1x协议规定的Supplicant StateMachine，通过与接入设备的交互，完成所模拟的客户端认证过程；
4、DHCP协议模块：负责实现DHCP协议规定的IP地址申请过程，通过与DHCP服务器的交互，完成所模拟的客户端的申请IP过程；
5、ARP协议模块：负责实现ARP协议规定的地址解析过程，解析使用者指定的IP地址的对应MAC地址和解析所模拟客户端的网关IP对应的MAC地址；
6、Ping处理模块：负责实现Ping功能，完成所模拟的客户端的网络流量的产生；
7、信息显示及存储模块：负责在软件界面显示出所有的交互信息及将以上信息保存到数据库中。
测试过程如下：
1、利用Winpcap网卡直接读写驱动软件建立与PC机网卡的通信接口，通过该通信接口与被测设备进行通讯交互；交互信息包括认证过程的EAPOL(即Extensible Authentication Protocol over LAN，是可扩展验证协议)以太网帧、进行IP申请的DHCP(DHCP即Dynamic Host Configuration Protocol，是动态主机配置协议)协议报文和产生网络流量的Ping(Ping是一种利用ICMP协议进行的网络探测工具，ICMP即Internet Control and Message Protocol，是无连结的因特网控制和消息协议)报文；
2、构造不同的客户端源MAC地址，向接入设备并发发出认证请求，同时接收接入设备回应的请求响应；通过分析接入设备响应的目的MAC地址辨别出这个响应对应的客户端，将该响应传到802.1x协议处理模块；802.1x协议处理模块根据接收到的数据内容及该客户端的当前状态，按照协议对客户端的状态进行迁移，并且通过通信接口向接入设备返回对应的回应，最终完成认证；同时将该交互信息传给信息显示及存储模块；
3、当某一客户端通过认证以后，将该客户端的MAC地址传给DHCP协议处理模块，由该模块完成该客户端的申请IP地址过程；同时将该交互信息传给信息显示及存储模块；
4、当客户端完成IP申请后，将客户端的MAC地址和IP地址传给ARP(ARP即Address Resolution Protocol，是地址解析协议)协议模块；ARP模块解析出目的IP的MAC地址；然后将获取的目的MAC地址连同客户端的IP地址及MAC地址传送给Ping处理模块；ARP协议模块还将对针对客户端的MAC地址的ARP请求返回正确的ARP响应；同时将该交互信息传给信息显示及存储模块；
5、Ping处理模块接收到上述3个地址后，分别以客户端的MAC地址和IP地址为源MAC和IP地址，通过用户输入管理模块以使用者指定的IP地址为目的IP地址，以步骤4获取的MAC地址为目的MAC地址，构造出Ping请求报文，通过通信接口发送出去，同时开始接收Ping响应报文；接收到相应的Ping响应报文后，再构造出新的Ping请求报文，通过通信接口发送出去，同时开始接收相应Ping响应报文；如此重复，直至发送接收到指定个数的Ping报文；同时将该交互信息传给信息显示及存储模块。

Claims (8)

1.一种IEEE 802.1x网络接入设备的测试方法，利用Winpcap网卡直接读写驱动软件和Windows操作系统PC机对802.1x网络接入设备功能和性能进行测试，其步骤包括：
1)利用Winpcap网卡直接读写驱动软件建立与PC机网卡的通信接口，通过该通信接口与被测设备进行通讯交互；
2)构造客户端源MAC地址，向接入设备并发发出认证请求，利用802.1x协议处理模块模拟客户端的认证；
3)当某一客户端通过认证以后，通过DHCP协议处理模块完成该客户端的IP地址申请过程；
4)当客户端完成IP申请后，通过ARP协议模块解析出目的IP的MAC地址；
5)Ping处理模块根据使用者通过用户输入管理模块指定的目的IP地址、第4)步解析出的目的MAC地址、第3)步申请的客户端源IP地址及系统构造的源MAC地址，通过这四个地址构造出Ping请求报文，模拟Ping通信过程，进行网络接入设备功能和性能的测试。
2.根据权利要求1所述的IEEE 802.1x网络接入设备的测试方法，其特征在于：所述交互信息包括认证过程的EAPOL以太网帧、进行IP申请的DHCP协议报文和产生网络流量的Ping报文。
3.根据权利要求1所述的IEEE 802.1x网络接入设备的测试方法，其特征在于：在第2)步中构造不同的客户端源MAC地址，向接入设备并发发出认证请求，同时接收接入设备回应的请求响应；通过分析接入设备响应的目的MAC地址辨别出这个响应对应的客户端，将该响应传到802.1x协议处理模块；802.1x协议处理模块根据接收到的数据内容及该客户端的当前状态，按照协议对客户端的状态进行迁移，并且通过通信接口向接入设备返回对应的回应，最终完成认证；同时将该交互信息传给信息显示及存储模块。
4.根据权利要求1所述的IEEE 802.1x网络接入设备的测试方法，其特征在于：在第3)步中当某一客户端通过认证以后，将该客户端的MAC地址传给DHCP协议处理模块，由该模块完成该客户端的申请IP地址过程；同时将该交互信息传给信息显示及存储模块。
5.根据权利要求1所述的IEEE 802.1x网络接入设备的测试方法，其特征在于：在第4)步中当客户端完成IP申请后，将客户端的MAC地址和IP地址传给ARP协议模块；ARP模块解析出目的IP的MAC地址；然后将获取的目的MAC地址连同客户端的IP地址及MAC地址传送给Ping处理模块；ARP协议模块还将对针对客户端的MAC地址的ARP请求返回正确的ARP响应；同时将该交互信息传给信息显示及存储模块。
6.根据权利要求1所述的IEEE 802.1x网络接入设备的测试方法，其特征在于：第5)步中Ping处理模块接收到上述3个地址后，分别以客户端的MAC地址和IP地址为源MAC和IP地址，通过用户输入管理模块以使用者指定的IP地址为目的IP地址，以步骤4获取的MAC地址为目的MAC地址，构造出Ping请求报文，通过通信接口发送出去，同时开始接收Ping响应报文；接收到相应的Ping响应报文后，再构造出新的Ping请求报文，通过通信接口发送出去，同时开始接收相应Ping响应报文；如此重复，直至发送接收到指定个数的Ping报文；同时将该交互信息传给信息显示及存储模块。
7.根据权利要求1所述的IEEE 802.1x网络接入设备的测试方法，其特征在于：在第2)到5)步的过程中将交互信息传给信息显示及存储模块，进行测试和记录。
8.一种IEEE 802.1x网络接入设备的测试系统，包括：用户输入管理模块：负责接收和处理使用者输入的数据；网卡直接读写模块：负责从网卡直接读取数据和通过网卡直接传输数据；802.1x协议模块：负责实现IEEE 802.1x协议规定的Supplicant State Machine，通过与接入设备的交互，完成所模拟的客户端认证过程；DHCP协议模块：负责实现DHCP协议规定的IP地址申请过程，通过与DHCP服务器的交互，完成所模拟的客户端的申请IP过程；ARP协议模块：负责实现ARP协议规定的地址解析过程，解析使用者指定的IP地址的对应MAC地址和解析所模拟客户端的网关IP对应的MAC地址；Ping处理模块：负责实现Ping功能，完成所模拟的客户端的网络流量的产生；
信息显示及存储模块：负责在软件界面显示出所有的交互信息及将以上信息保存到数据库中。
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