CN101217593A - 一种信令传输网络的性能测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信令传输网络的性能测试装置及方法，性能测试方法为：A.设置测试模型，对其各项参数进行配置；B.将所述测试模型提交给前台进程模块，并向其发送测试开始指令；C.测试开始，前台进程模块根据测试模型的参数确定不同类型的流量模型和需采集的性能统计数据，依次按所述不同类型的流量模型发送测试报文到被测协议进程以产生相应的流量；同时所述前台进程模块对所述性能统计数据进行采集，并将所采集的性能统计数据回送给后台PC机程序模块进行保存和显示。采用本发明可以避免业务的影响，实现各种流量模型下对Sigtran各协议自身的性能进行测试的性能统计，且测试模型可以随需求发展而灵活定义。

Description

一种信令传输网络的性能测试装置及方法

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种对Sigtran(Signaling Transport，信令传输协议)网络进行性能测试的装置及方法。

背景技术

Sigtran是IETF(互联网工程任务组)为在IP网络上传输基于消息的PSTN(公共交换电话网络)信令系统7(SS7)流量制订的标准。Sigtran的主要功能是完成NO.7信令在SCN(电路交换网)和IP网络之间的无缝传送。由于Sigtran在这些共存和融合SS7/IP的信令网络中发挥关键作用，正被越来越多的网络集成环境所部署。

正是因为Sigtran组网越来越广泛的使用，通讯设备研发厂家和用户都对Sigtran组网的性能指标采集提出了较为紧迫的需求：

研发厂家对内需要对所实现的Sigtran各协议的性能进行评测，对达不到应用要求的进行性能优化且对优化后的结果再次进行性能测定；对外需要对用户提供Sigtran各协议的系统性能指标；

用户需要对不同Sigtran组网形式的性能进行了解和比较，以决定采用何种协议栈结构进行组网。

现有的性能测试装置都是从业务层面上对某个功能的网元性能进行测试，这些装置测试的是网元的综合业务性能指标，例如呼叫、位置更新、短消息业务等，这些性能指标对于说明和比较Sigtran传输层自身的性能，尤其对说明Sigtran作为专门的STP(信令转接点)使用时的性能不能提供很有力的帮助。

从信令转输层面上去获取性能数据，需要不启动业务，直接把数据发送请求原语发送到被测协议，通常的做法如下：

a、使用网元提供的统计功能，先清除所有的收发统计；

b、执行网元提供的发包指令，设置各项发包参数，例如包长，发包间隔，发包速率等，发包指令将按指定的发包参数把消息发送原语发到被测协议进程，被测协议进程将报文消息发送出局；

c、开始计时，并间断性地查看设备CPU的使用情况；

d、一段时间后停止发包，使用网元提供的统计功能整理出各项性能数据，例如收发报文个数、收发报文字节数、丢包率、流量、CPU利用率等；

e、更改发包参数，重复上述步骤，得到不同发包参数下的性能统计数据。

上述方法的主要缺点如下：

(1)操作繁琐

需要不停地在网元设备上执行指令，并把输出结果拷贝到文件中；需要记录发包时间和收发统计，并据此计算流量，填入相关表格中；要得到特定CPU利用率下的发包流量，需要尝试以某种发包速率进行发包，然后查看CPU利用率，如CPU利用率过高或过低，则调整发包参数，重新发包，直到查看CPU利用率基本符合所要求的值。

(2)结果不精确

发包时间通常是用PC机上的时钟等方式来计算的，有一定误差；CPU利用率是通过隔一段时间执行系统指令来获得的，不一定能反映该阶段的平均值；如果发包周期较长，对测试人员的考验较大，但如果发包周期较短，则可能不能准确获得系统性能数据。

(3)易出差错

很多因素可导致测试步骤的无效，需要返工。例如发包开始时忘记记时，忘记清除原来的收发统计等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种信令传输网络的性能测试装置及方法，能够准确、快速地对Sigtran网络进行性能测试。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种信令传输网络的性能测试方法，包括以下步骤：

A、设置测试模型，对其各项参数进行配置；

B、将所述测试模型提交给前台进程模块，并向其发送测试开始指令；

C、测试开始，前台进程模块根据测试模型的参数确定不同类型的流量模型和需采集的性能统计数据，依次按所述不同类型的流量模型发送测试报文到被测协议进程以产生相应的流量；同时所述前台进程模块对所述性能统计数据进行采集，并将所采集的性能统计数据回送给后台PC机程序模块进行保存和显示。

其中，所述测试模型的参数包括：被测协议类型、被测网元、流量采集间隔、CPU采集间隔、发包间隔、发包停顿时间、发送消息长度序列、发送消息速率序列、按固定长度/混合长度发送、按固定间隔/变化间隔发送、是否需要双向流量。

其中，步骤C中所述性能统计数据包括收发流量和CPU利用率，还包括流控制传输协议的报文重传次数、信息传输部分第二级对等适配层协议的缓冲区满次数、链路断链次数。

其中，所述步骤C中，若需要产生双向的流量，则通过以下方法来实现：在发送的测试报文中打上一个特征码标识，接收网元据此特征码标识判断报文为测试报文时通过回调函数返回相同内容的报文。

其中，所述步骤C中，在数据采集过程中，若需对收发流量的统计数据进行采集，则通过流量采集周期定时器来周期性地采集流量的统计数据，其中所述流量采集周期定时器的时长根据测试模型的流量采集间隔参数来设置。

其中，所述步骤C中，在数据采集过程中，若需对CPU的使用率进行采集，则通过CPU采集周期定时器来周期性地对当前的CPU使用率进行记录，根据这些记录值计算得到CPU的平均使用率，其中所述CPU采集周期定时器的时长根据测试模型的CPU采集间隔参数来设置。

其中，所述步骤C中，在数据采集过程中，若需对消息时延进行统计，则对消息在两个网元之间的往返总时间进行记录，根据所述往返总时间计算得到消息时延。

其中，所述步骤C中，在以一种流量模型产生流量结束时需要启动发送延时停顿定时器使被测网元的系统停顿一段时间以恢复到初始负荷状态，超时后再按下一种流量模型产生流量，其中所述发送延时停顿定时器的时长根据测试模型的发包停顿时间参数来设置。

一种信令传输网络的性能测试装置，包括前台进程模块和后台PC机程序模块；

所述后台PC机程序模块，用于配置测试模型，向前台进程模块发送所配置的测试模型和测试开始指令，保存并显示前台进程模块发送来的性能统计数据；

所述前台进程模块，用于根据测试模型确定流量模型和需采集的性能统计数据，依次根据不同流量模型产生相应流量，同时进行性能统计数据的采集，并将所采集的性能统计数据发送给后台PC机程序模块。

其中，所述后台PC机程序模块包括参数配置模块和数据保存模块，所述前台进程模块包括参数接收模块、消息发送模块、性能采集模块、数据回传模块；

所述参数配置模块，用于配置测试模型的各项参数；

所述数据保存模块，用于保存并显示前台进程模块发送来的性能统计数据；

所述参数接收模块，用于接收后台PC机程序模块发送来的测试模型参数；

所述消息发送模块，用于根据测试模型参数确定流量模型，按所述流量模型进行测试报文的发送；

所述性能采集模块，用于采集性能统计数据；

所述数据回传模块，用于将采集的性能统计数据发送给后台PC机程序模块。

本发明具有以下有益效果：

1)可以避免业务的影响，对Sigtran各协议自身的性能进行测试。

2)可以实现各种流量模型下的性能统计，且测试模型可以随需求发展而灵活定义。

3)可以实现对各项性能数据的全面准确采集。

4)可以根据需要对性能测试的过程数据进行观察。

5)可以实现一些较高级的统计需求，例如统计消息时延等。

6)在配置好测试模型之后，测试工作都是自动进行的，最终结果是excel文件，大幅降低了工作量，提高了工作效率。

7)可以作较小的修改来增加需要测试的协议类型。

附图说明

图1是本发明对Sigtran网络进行性能测试的装置结构图；

图2是前台进程模块的处理流程图；

图3是后台PC机程序模块的处理流程图；

图4是本发明装置用于信令点对点传输性能测试时的应用模式图；

图5是本发明装置用于信令转接点性能测试时的应用模式图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述：

请参阅图1，本实施例的性能测试装置由前台进程模块和后台PC机程序模块两部分组成。其中前台进程模块包括参数接收模块、消息发送模块、性能采集模块、数据回传模块等四个模块；后台PC机程序模块包括参数配置模块、数据保存模块等两个模块。

以上各个模块的功能如下所述：

参数接收模块，用于接收来自后台PC机程序模块的测试参数设置，包括被测协议类型、被测设备模块、流量采集间隔、CPU采集间隔、发送消息长度序列、发送消息速率序列、按固定长度发送还是按混合长度发送、按固定间隔发送还是按变化间隔发送等等；

消息发送模块，用于根据测试参数所确定的流量模型，按要求的长度、速率和间隔等进行报文发送；

性能采集模块，用于按设定的间隔对收发流量、CPU利用率及系统其它性能指标进行采集；

数据回传模块，用于把采集的性能数据传送到后台PC机程序模块；

参数配置模块，用于设置各种测试模型的参数，包括被被测协议类型、被测设备模块、流量采集间隔、CPU采集间隔、发送消息长度序列、发送消息速率序列、按固定长度发送还是按混合长度发送、按固定间隔发送还是按变化间隔发送等等；

数据保存模块，用于把前台进程模块传回的性能统计数据保存到Excel文件中，同时将其实时地在界面上显示。

其中，消息发送模块和性能采集模块可以独立工作，即可以在同一设备上只启动消息发送功能，或只启动性能采集功能，这在有些测试模型里是有用的，例如流量由别的网元产生，本网元仅仅进行统计，或本网元只产生流量，在别的网元进行统计等。

下面结合图2和图3分别对前台进程模块和后台PC机程序模块的工作机理进行说明。

请参阅图2，该图所示为前台进程模块的处理流程。前台进程模块根据测试模型的参数设置有4个主要定时器：

①消息发送周期定时器：作用为发送消息发送请求原语到被测协议进程，时长根据配置的发包间隔来设置。定时器长度可以定长也可以变长，即流量模型里的发包间隔可以定长也可以变长。

②流量采集周期定时器：作用为从被测试协议进程的变量中读取当前统计值，时长根据配置的数据采集间隔来设置。

③CPU采集周期定时器：作用为获得当前CPU使用率，记录在数组中供计算平均CPU利用率时使用，时长根据配置的CPU采集间隔来设置。

④发送延时停顿定时器：作用为每一组发包参数测试完成后延时停顿一段时间，使系统回复到初始负荷状态，以免影响下一次统计结果，时长根据配置的发包停顿时间来设置。

前台进程模块的具体处理流程为：

201、接收来自后台PC机程序模块的测试开始指令。

202、读取测试模型的配置参数并根据配置参数确定不同类型的流量模型；

其中的配置参数主要包括：发包设置(例如对于M3UA协议，需要设置发包的源信令点码，目的信令点码，子业务字段，用户类型，SLS等)、需要测试的前台设备模块/模块、流量采集间隔、CPU采集间隔、发送间隔(可以是定长或变长)、一组测试长度(可以是定长或变长)、一组测试速率(每秒发送消息个数)、是否需要双向流量、是否需要统计消息时延、是否需要统计进程级CPU利用率等等。

203、若需产生流量，则按第一种流量模型发送测试报文到被测协议进程以产生相应的流量；若需采集性能数据，则对各项性能统计数据进行采集并将这些数据回送至后台PC机程序模块；

其中，流量的产生由消息发送模块来实现，通过消息发送周期定时器来周期性地按所需的消息个数把消息发送请求原语发到被测协议进程，进而产生相应的流量。若需要产生双向的流量(同时收发)，则通过以下方法来实现：在发送的测试报文中打上一个特征码标识，接收网元据此标识判断报文为测试报文时通过回调函数返回相同内容的报文。

其中，采集数据过程中，若需对流量的统计数据进行采集，则通过流量采集周期定时器来周期性地采集流量的统计数据。若需对CPU的使用率进行采集，则通过CPU采集周期定时器来周期性地对当前的CPU利用率进行记录，根据这些记录值获得此流量模型下的CPU平均使用率。若需对消息时延进行统计，则采用通过记录消息在两个网元之间往返总时间的方法来计算消息时延，具体为：在发送的测试报文中加上序号和当前时间的时间戳，当该测试报文被对端网元原样返回时，再获取当前时间，根据这两次时间计算得到消息时延，由于两次时间都是在同一个网元设备上获取的，可以保证结果精确。

在性能采集的过程中，采集的数据除了作为Sigtran各协议共性部分的流量与CPU使用率之外，还可包括各协议特有的一些统计信息，例如SCTP(流控制传输协议)的报文重传次数、M2PA(MTP2(信息传输部分第二级)对等适配层协议)的缓冲区满次数、链路断链次数等等。

204、判断是否完成该测试模型下所有流量模型的测试，若是，则进入步骤206；若未完成，则启动发送延时停顿定时器使系统延时停顿一段时间以恢复到初始负荷状态，超时后进入下一步。

205、按照下一种流量模型发送测试报文到被测协议进程以产生相应的流量，同时根据要求对各项性能统计数据进行采集并将这些数据回送至后台PC机程序模块，具体实现过程与步骤203中所述相同。在该流量模型下测试完成之后返回步骤204。

206、结束本测试模型下的测试流程。

请参阅图3，该图所示为后台PC机程序模块的处理流程，该模块用于配置测试模型和保存性能统计数据。具体为：

301、对测试模型进行设置。

302、检查设置是否正确，若不正确，则重新设置，否则，向前台进程模块发送测试开始指令，附加信息是所设置的测试模型。

303、创建excel文件，创建必要的工作簿，记录一些初始信息(例如测试参数等)。

304、定时接收前台进程模块回传的性能统计数据，将这些数据按格式记录在Excel文件中。

305、接收前台进程模块的测试结束指令，关闭Excel文件，结束测试。在该步骤中，后台PC机程序模块也可向前台进程模块发送测试结束命令，以主动中止测试。

使用上述测试装置进行Sigtran网络性能测试的方法为：

步骤一、确定性能测试的网络结构，如果是点对点性能测试，则在被测网元上部署测试装置，如果流量模型涉及双向收发，则配合测试网元上也需要部署测试装置；如果是STP转发性能测试，则在源信令点网元和信令转接点上部署测试装置。

步骤二、确定测试模型(包括测试协议，消息长度，发包速率，采集周期，是否需要统计进程级CPU利用率，是否需要统计消息时延等等)，后台PC机程序模块对设置的测试模型进行有效性检验，如果正确则把测试模型提交给前台进程模块，并指示测试开始，否则重新设置。

步骤三、测试正式开始，前台进程模块根据所设置的测试模型，通过按规定的流量模型来发送消息发送请求原语到被测协议进程的方式来产生相应的流量，周期性进行数据采集，将统计数据实时传送到后台PC机程序模块进行显示并保存。

步骤四、如果对当前测试模型的测试结束，则可以重复步骤二和三，进行下一个测试模型的测试；如果对当前测试模型需要修改，则可以由后台PC机程序模块中止当前正在进行的测试，重复步骤二和三，重新设置测试模型进行测试。

步骤五、对后台PC机程序模块保存的性能数据进行审查分析，如还有遗漏的测试需求则重复步骤一至四，直到得到所需要的全部性能数据。

下面将对上述测试装置和方法的应用进行举例说明：

Sigtran网络各协议的性能，从组网结构来说主要分为点对点传输性能和STP转发性能，均可通过本发明的测试装置来进行测试。

(一)点对点传输性能的测试

请参阅图4，组网结构为两个网元直连，如果要测试网元A和网元B之间点对点的收发性能，则网元A作为被测网元，将本装置部署在网元A上，同时启动流量产生和性能数据采集功能，得到的性能数据就是网元点对点的收发性能数据。

(二)STP转发性能的测试

请参阅图5，组网结构为两个网元通过STP进行转接，如果要测试STP的性能，则STP作为被测网元，将本发明的测试装置部署在STP和网元A上，在网元A上只启动测试装置的流量产生功能，在STP上只启动测试装置的性能数据采集功能，STP的接收流量来自网元A，而发送流量来自向网元B的转发，这样通过上述测试方法得到的性能数据就是STP转发性能数据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种信令传输网络的性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、设置测试模型，对其各项参数进行配置；

B、将所述测试模型提交给前台进程模块，并向其发送测试开始指令；

C、测试开始，前台进程模块根据测试模型的参数确定不同类型的流量模型和需采集的性能统计数据，依次按所述不同类型的流量模型发送测试报文到被测协议进程以产生相应的流量；同时所述前台进程模块对所述性能统计数据进行采集，并将所采集的性能统计数据回送给后台PC机程序模块进行保存和显示。

2.如权利要求1所述的信令传输网络的性能测试方法，其特征在于，所述测试模型的参数包括：被测协议类型、被测网元、流量采集间隔、CPU采集间隔、发包间隔、发包停顿时间、发送消息长度序列、发送消息速率序列、按固定长度/混合长度发送、按固定间隔/变化间隔发送、是否需要双向流量。

3.如权利要求2所述的信令传输网络的性能测试方法，其特征在于，步骤C中所述性能统计数据包括收发流量和CPU利用率，还包括流控制传输协议的报文重传次数、信息传输部分第二级对等适配层协议的缓冲区满次数、链路断链次数。

4.如权利要求3所述的信令传输网络的性能测试方法，其特征在于，所述步骤C中，若需要产生双向的流量，则通过以下方法来实现：在发送的测试报文中打上一个特征码标识，接收网元据此特征码标识判断报文为测试报文时通过回调函数返回相同内容的报文。

5.如权利要求3所述的信令传输网络的性能测试方法，其特征在于，所述步骤C中，在数据采集过程中，若需对收发流量的统计数据进行采集，则通过流量采集周期定时器来周期性地采集流量的统计数据，其中所述流量采集周期定时器的时长根据测试模型的流量采集间隔参数来设置。

6.如权利要求3所述的信令传输网络的性能测试方法，其特征在于，所述步骤C中，在数据采集过程中，若需对CPU的使用率进行采集，则通过CPU采集周期定时器来周期性地对当前的CPU使用率进行记录，根据这些记录值计算得到CPU的平均使用率，其中所述CPU采集周期定时器的时长根据测试模型的CPU采集间隔参数来设置。

7.如权利要求3所述的信令传输网络的性能测试方法，其特征在于，所述步骤C中，在数据采集过程中，若需对消息时延进行统计，则对消息在两个网元之间的往返总时间进行记录，根据所述往返总时间计算得到消息时延。

8.如权利要求3所述的信令传输网络的性能测试方法，其特征在于，所述步骤C中，在以一种流量模型产生流量结束时需要启动发送延时停顿定时器使被测网元的系统停顿一段时间以恢复到初始负荷状态，超时后再按下一种流量模型产生流量，其中所述发送延时停顿定时器的时长根据测试模型的发包停顿时间参数来设置。

9.一种信令传输网络的性能测试装置，其特征在于，包括前台进程模块和后台PC机程序模块；

所述后台PC机程序模块，用于配置测试模型，向前台进程模块发送所配置的测试模型和测试开始指令，保存并显示前台进程模块发送来的性能统计数据；

所述前台进程模块，用于根据测试模型确定流量模型和需采集的性能统计数据，依次根据不同流量模型产生相应流量，同时进行性能统计数据的采集，并将所采集的性能统计数据发送给后台PC机程序模块。

10.如权利要求9所述的信令传输网络的性能测试装置，其特征在于，所述后台PC机程序模块包括参数配置模块和数据保存模块，所述前台进程模块包括参数接收模块、消息发送模块、性能采集模块、数据回传模块；

所述参数配置模块，用于配置测试模型的各项参数；

所述数据保存模块，用于保存并显示前台进程模块发送来的性能统计数据；

所述参数接收模块，用于接收后台PC机程序模块发送来的测试模型参数；

所述消息发送模块，用于根据测试模型参数确定流量模型，按所述流量模型进行测试报文的发送；

所述性能采集模块，用于采集性能统计数据；

所述数据回传模块，用于将采集的性能统计数据发送给后台PC机程序模块。

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