CN101150457A

CN101150457A - 以太网的媒体访问控制地址表容量的测试方法

Info

Publication number: CN101150457A
Application number: CNA2007101654084A
Authority: CN
Inventors: 杨林; 曾涛; 汤跃娟
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: Nanjing Zhongxing Software Co Ltd
Priority date: 2007-10-25
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2027-10-25
Also published as: CN101150457B

Abstract

一种以太网的MAC地址表容量的测试方法，包括：将被测设备的多个端口设置到同一个广播域内，并通过网络测试设备的第一端口发送数据帧，其中，数据帧的源地址对应于第一端口，被测设备的端口与网络测试设备的端口一一对应；通过网络测试设备的第二端口发送第一组单播帧，第一组单播帧中的多个单播帧的源地址互不相同的，并且第一组单播帧的目的地址对应于第一端口；通过第一端口发送第二组单播帧，第二组单播帧中多个单播帧的目的地址与第一组单播帧中相应的多个单播帧的源地址相同；根据网络测试设备除了第一端口和第二端口之外的其它端口接收到的第二组单播帧中部分单播帧数量和第二组单播帧中单播帧的数量计算被测设备的MAC地址表的容量。

Description

以太网的媒体访问控制地址表容量的测试方法

技术领域

本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种以太网的媒体访问控制地址表容量的测试方法。

背景技术

多业务传送节点(Multi-Service Transport Platform，MSTP)二层交换设备媒体访问控制(Media Access Control，MAC)地址表中存放的内容是以太网数据帧的源MAC地址与端口信息的对应关系，而MAC地址表容量是指此表的大小，即，可存放信息的数量。

该MAC地址表内的数据用于为二层交换设备之间进行的数据交换提供依据。对于需要在设备端口间转发的以太网数据帧，设备总是先查找MAC地址表，找到该数据帧目的MAC地址对应的端口，之后将数据帧从该端口转发出去。如果在当前MAC地址表中找不到相应的端口信息，则该数据帧会向设备除源端口之外的其它端口广播。

目前，业界根据中华人民共和国通信行业标准YD 1276-2003《基于SDH的多业务传送节点测试方法》来指导以太网设备的测试。

其中针对MAC地址表容量的测试方法如下所述：

首先将数据网络性能分析仪与被测设备相连，如附图1所示。

测试环境搭建好后，测试步骤为：

1，使用数据网络性能分析仪向端口1发送一定数目MAC地址变化的MAC帧；

2观察MAC地址表中的地址数；

3，重复步骤1和2，直到MAC地址表中的地址数不再增加，记录此时的MAC地址数即为设备的MAC地址表容量。

国家标准中的测试步骤采用的是直接观察法，然而，方法的前提条件是被测设备需要提供MAC地址表当前条数的查询。但这个前提条件并不是以太网设备本身的硬性要求，由于实现难度等问题，很多厂家的设备并不能提供MAC地址表数量的查询，因此，在这种情况下，这种测试方案将没有可操作性，因此是不能实现的。另外，若是设备提供的MAC地址表查询功能本身有误，则会影响到MAC地址表容量的测试结果，那么这个测试方案将失去准确性。

然而，目前尚未提出简单通用的测试MAC地址表容量的技术方案。

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种以太网的媒体访问控制地址表容量的测试方案，以解决现有的测试方法在测试二层交换设备MAC地址表容量时不可避免的依赖MAC地址表数量查询的前提条件的问题。

根据本发明的实施例，提供了一种以太网的媒体访问控制地址表容量的测试方法。

该方法包括：步骤S202，将被测设备的多个端口设置到同一个广播域内，并通过网络测试设备的第一端口发送数据帧，其中，数据帧的目的地址对应于广播域，数据帧的源地址对应于第一端口，并且，被测设备的端口与网络测试设备的端口一一对应连接；步骤S204，通过网络测试设备的第二端口发送第一组单播帧，其中，第一组单播帧中的多个单播帧的源地址互不相同的，并且第一组单播帧的目的地址对应于第一端口；步骤S206，通过第一端口发送第二组单播帧，其中，第二组单播帧中单播帧的数量等于第一组单播帧中单播帧的数量，第二组单播帧中多个单播帧的目的地址与第一组单播帧中相应的多个单播帧的源地址相同；以及步骤S208，根据网络测试设备除了第一端口和第二端口之外的其它端口接收到的第二组单播帧中部分单播帧数量和第二组单播帧中单播帧的数量计算被测设备的媒体访问控制地址表的容量。

其中，在步骤S202之前，进一步包括：清除被测设备上保存的媒体访问控制地址表项。

并且，在步骤S202和步骤S204中，进一步包括：将与数据帧的源地址对应以及多个第一组单播帧的源地址写入媒体访问控制地址表。

此时，在第一组单播帧中单播帧的数量大于媒体访问控制地址表的容量的情况下，在发送第二组单播帧时，将与未被写入到媒体访问控制地址表的第一组单播帧中的部分单播帧的源地址对应的第二组单播帧中的部分单播帧广播到其它端口。

在这种情况下，在步骤S208中，通过利用媒体访问控制地址表中保存的数据帧与多个第一组单播帧中单播帧的数量的和减去其它端口接收到的第二组单播帧的部分单播帧的数量得到媒体访问控制地址表的容量。

另外，在第一组单播帧中单播帧的数量小于或等于媒体访问控制地址表的容量的情况下，其它端口接收不到第二组单播帧中的部分单播帧。

此时，该方法可进一步包括：通过网络测试设备的第二端口发送第三组单播帧，其中，第三组单播帧中多个单播帧的源地址互不相同，并且第三组单播帧中多个单播帧的目的地址对应于第一端口，第三组单播帧中单播帧的数量大于多个第一组单播帧中单播帧的数量；

通过第一端口发送第四组单播帧，其中，第四组单播帧中单播帧的数量等于第三组单播帧中单播帧的数量，第四组单播帧中多个单播帧的目的地址与第三组单播帧中相应的多个单播帧的源地址相同；

根据其它端口接收到的第四组单播帧中部分单播帧的数量和第四组单播帧中单播帧的数量计算媒体访问控制地址表的容量。

另外，上述数据帧是广播帧或单播帧。

通过本发明的上述技术方案，可以消除测试过程对前提条件的过多依赖，有效提高了测试的可行性和准确性，并且具有很高的测试效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的MAC地址表容量测量时数据网络性能分析仪与被测设备的连接关系示意图；

图2是根据本发明实施例的以太网的媒体访问控制地址表容量的测试方法的流程图；以及

图3是实现根据本发明实施例的测试方法时被测设备与数据网络性能分析仪之间的连接关系示意图。

具体实施方式

在本实施例中，提供了一种用于以太网的MAC地址表容量的测试方法。该方法涉及被测设备和网络测试设备。

如图2所示，根据本发明实施例的以太网的媒体访问控制地址表容量的测试方法包括：步骤S202，将被测设备的多个端口设置到同一个广播域内，并通过网络测试设备的第一端口发送数据帧，其中，数据帧的目的地址对应于广播域，数据帧的源地址对应于第一端口，并且，被测设备的端口与网络测试设备的端口一一对应连接；步骤S204，通过网络测试设备的第二端口发送第一组单播帧，其中，第一组单播帧中的多个单播帧的源地址互不相同的，并且第一组单播帧的目的地址对应于第一端口；步骤S206，通过第一端口发送第二组单播帧，其中，第二组单播帧中单播帧的数量等于第一组单播帧中单播帧的数量，第二组单播帧中多个单播帧的目的地址与第一组单播帧中相应的多个单播帧的源地址相同；以及步骤S208，根据网络测试设备除了第一端口和第二端口之外的其它端口接收到的第二组单播帧中部分单播帧数量和第二组单播帧中单播帧的数量计算被测设备的MAC地址表的容量。

其中，在步骤S202之前，进一步包括：清除被测设备上保存的MAC地址表项。

并且，在步骤S202和步骤S204中，进一步包括：将与数据帧的源地址对应以及多个第一组单播帧的源地址写入MAC地址表。

此时，在第一组单播帧中单播帧的数量大于MAC地址表的容量的情况下，在发送第二组单播帧时，将与未被写入到MAC地址表的第一组单播帧中的部分单播帧的源地址对应的第二组单播帧中的部分单播帧广播到其它端口。

在这种情况下，在步骤S208中，通过利用MAC地址表中保存的数据帧与多个第一组单播帧中单播帧的数量的和减去其它端口接收到的第二组单播帧的部分单播帧的数量得到MAC地址表的容量。

另外，在第一组单播帧中单播帧的数量小于或等于MAC地址表的容量的情况下，其它端口接收不到第二组单播帧中的部分单播帧。

根据其它端口接收到的第四组单播帧中部分单播帧的数量和第四组单播帧中单播帧的数量计算MAC地址表的容量。

另外，上述数据帧可以是广播帧，也可以是单播帧。

在实际实现该方法时，可以如图3所示构造数据网络性能分析仪与被测设备的连接关系。

(1)配置被测设备端口U1、U2、U3在同一个广播域，因此，在这些端口之间可以互相转发业务消息，通过复位或其它操作清除被测设备上已存的MAC地址表项，避免影响测试结果，数据网络性能分析仪(对应于上述网络测试设备)的测试端口1向U1发1个数据帧(即，上述的广播帧，也可以是单播帧，如果是单播帧，由于单播帧首次进入网络，所以也会洪泛到网络中的所有设备端口)，目的地址为广播地址，源地址为s1，发送流量低于系统带宽，数据网络性能分析仪端口2和3口同时收到该数据帧，并且被测设备可学到此数据帧的源MAC，假定学习到的为S1和U1的对应关系；

(2)与U2连接的测试端口2发M个源地址变化(Sx1-SxM)((Sx1-SxM)中的任意一个地址都不能等于S1，以避免源MAC和目的MAC相同的无效帧导致测试结果不准确))、目的地址为s1的单播帧，这些单播帧只会发送到端口1，同时设备可学习到这些变化的源MAC(Sx1-SxM)和U2的对应关系，个数为M，若MAC地址表容量足够，则设备可学到所有这些变化的源MAC，若地址表容量不够，则设备只能学习到部分变化的源MAC，这里，优选地，根据被测设备的配置估算被测设备的MAC地址表容量，并将M设置为大于等于被测设备标称的MAC地址表容量值；

(3)与U1连接的测试端口1发M个源地址为s1、目的地址变化(Sx1-SxM)的单播帧，观察端口3的接收情况；

(4)如果在测试端口1发M个单播帧完成时，与端口U3相连的测试端口3收不到帧，则表示待测设备的MAC地址表容量大于尝试值，被测设备学习到了所有Sx1-SxM(M个)的源MAC地址，需要加大M的值(需要调大Sx1-SxM的范围)，并重复步骤2-3，直到测试端口3收到少量数据帧，这里，可以假设测试端口3收到的单播帧个数为N；若端口3有接收到数据帧，假定个数为N，说明设备只学习到了Sx1-SxM范围内的部分MAC地址，达到了MAC地址表的最大容量；

(5)当在测试端口1发多个单播帧完成时，与U3对接的测试端口3收到了N个单播帧，则此时就可以得出MAC地址表容量＝M(测试端口2发出的源地址变化的单播帧数)-N(测试端口3收到的单播帧数)+1(对应于S1)。应当注意，考虑到开始从测试端口1发出的广播帧(源地址为s1)，并且其源地址会被学习到MAC地址表中，所以在计算时应当中有“+1”。

该测试方法的主要是利用单播帧转发时先查找MAC地址表，若MAC地址表中有对应的转发表项则向指定端口转发，若MAC地址表中无对应的转发表项，则向除去源端口外的所有端口洪泛的原理。在测试步骤(1)中，先使得设备学习到端口1发送数据帧中的源MAC地址(假设为s1)和U1的对应关系；步骤2中端口2发送目的MAC为s1，源MAC变化的单播帧(Sx1-SxM)，则只有端口U1能收到这些单播帧，同时若地址表容量＞M，设备可以学习到所有这些变化的源MAC(Sx1-SxM)和U2的对应关系，若地址表容量＜M，被测设备则只能学习到这些变化的源MAC中的一部分；步骤3中，端口1再发送目的MAC为(Sx1-SxM)的单播帧，若被测设备学习到了所有这些变化的源MAC地址，则只有端口2能收到这些单播帧，若端口U2只学习到部分这些变化的源MAC地址，部分数据帧因为找不到对应的发送端口而洪泛到端口3，则端口3能收到部分单播帧，端口3所收到的单播帧个数也就代表了设备未能学习到的MAC地址表数。所以设备的MAC地址表容量则等于共发出的源MAC地址数减去由于容量不够导致学习不了的源MAC地址数，即，MAC地址表容量＝M(测试端口2发出的源地址变化的帧数)-N(测试端口3收到的单播帧数)+1。

虽然图3仅示出了数据网络性能分析仪与被测设备之间的3个端口，但是本领域技术人员应当理解，数据网络性能分析仪与被测设备之间可以有多个相互连接的端口，并且同样保持一一对应的连接关系。此时，在上述M的值大于被测设备的MAC地址表容量的情况下，未被学习到MAC地址表中的源MAC地址对应的单播帧(测试端口3收到的单播帧)将同样被发送(广播)到其它的端口，广播的单播帧数与测试端口3收到的单播帧数是相等的。

综上所述，相对于原来国家标准中的通用测试方案，本发明详细明确了测试步骤，利用MAC地址表本身的工作原理进行测试，取消了对其它前提条件的依赖性。有效提高了测试方法的可行性和准确性。并且，如上所述，若尝试值(M)设置得不够大，则需要调大尝试值进行重复测试，而在实际测试过程中，由于被测设备都有一个标称的MAC地址表容量，只需要将尝试值设置得远远大于标称值，则可控制一次性完成整个测试步骤，具有很高的测试效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种以太网的媒体访问控制地址表容量的测试方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S202，将被测设备的多个端口设置到同一个广播域内，并通过网络测试设备的第一端口发送数据帧，其中，所述数据帧的目的地址对应于所述广播域，所述数据帧的源地址对应于所述第一端口，并且，所述被测设备的端口与所述网络测试设备的端口一一对应连接；

步骤S204，通过所述网络测试设备的第二端口发送第一组单播帧，其中，所述第一组单播帧中的多个单播帧的源地址互不相同的，并且所述第一组单播帧的目的地址对应于所述第一端口；

步骤S206，通过所述第一端口发送第二组单播帧，其中，所述第二组单播帧中单播帧的数量等于所述第一组单播帧中单播帧的数量，所述第二组单播帧中多个单播帧的目的地址与所述第一组单播帧中相应的多个单播帧的源地址相同；

步骤S208，根据所述网络测试设备除了所述第一端口和所述第二端口之外的其它端口接收到的所述第二组单播帧中部分单播帧数量和所述第二组单播帧中单播帧的数量计算所述被测设备的媒体访问控制地址表的容量。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤S202之前，进一步包括：

清除所述被测设备上保存的媒体访问控制地址表项。

3.根据权利要求1或2所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤S202和所述步骤S204中，进一步包括：

将与所述数据帧的源地址对应以及所述多个第一组单播帧的源地址写入所述媒体访问控制地址表。

4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，在所述第一组单播帧中单播帧的数量大于所述媒体访问控制地址表的容量的情况下，在发送所述第二组单播帧时，将与未被写入到所述媒体访问控制地址表的所述第一组单播帧中的部分单播帧的源地址对应的所述第二组单播帧中的部分单播帧广播到所述其它端口。

5.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤S208中，通过利用所述媒体访问控制地址表中保存的所述数据帧与所述多个第一组单播帧中单播帧的数量的和减去所述其它端口接收到的所述第二组单播帧的部分单播帧的数量得到所述媒体访问控制地址表的容量。

6.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在所述第一组单播帧中单播帧的数量小于或等于所述媒体访问控制地址表的容量的情况下，所述其它端口接收不到所述第二组单播帧中的部分单播帧。

7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，进一步包括：

通过所述网络测试设备的第二端口发送第三组单播帧，其中，所述第三组单播帧中多个单播帧的源地址互不相同，并且所述第三组单播帧中多个单播帧的目的地址对应于所述第一端口，所述第三组单播帧中单播帧的数量大于所述多个第一组单播帧中单播帧的数量；

通过所述第一端口发送第四组单播帧，其中，所述第四组单播帧中单播帧的数量等于所述第三组单播帧中单播帧的数量，所述第四组单播帧中多个单播帧的目的地址与所述第三组单播帧中相应的多个单播帧的源地址相同；

根据所述其它端口接收到的所述第四组单播帧中部分单播帧的数量和所述第四组单播帧中单播帧的数量计算所述媒体访问控制地址表的容量。

8.根据权利要求1、2、4、5、6、和7中任一项所述的测试方法，其特征在于，所述数据帧是广播帧或单播帧。