CN101958816A

CN101958816A - 一种高速核心交换设备的测试系统及其测试方法

Info

Publication number: CN101958816A
Application number: CN 201010522522
Authority: CN
Inventors: 徐晓飞; 张隐逊; 郭骏
Original assignee: China Aeronautical Radio Electronics Research Institute
Current assignee: China Aeronautical Radio Electronics Research Institute
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2011-01-26

Abstract

本发明公开了一种高速核心交换设备的测试系统及其测试方法，其测试系统由网络测试场景仿真器、配置表生成和加载器、数据流生成和校验部件组成，而测试方法根据测试目的和对象，模拟出各种测试场景，根据测试场景，生成测试需要的各种控制信息和数据，从而可以将核心交换设备作为一个整体进行测试，也可以对管理控制平面和数据交换平面进行单独测试。本发明提供的系统可构建相应的虚拟测试场景，用于对交换设备进行完整和高效的测试；而测试方法有效解决现有技术所存在的问题。

Description

一种高速核心交换设备的测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种测试高速核心交换设备的系统以及相应的测试方法。

背景技术

核心交换设备的基本工作是处理不同接口上各种类型数据。对于数据处理过程中的各种具体转发过程，例如L2/L3/ACL/QOS/组播/安全防护等各种网络功能的具体执行，都划分为核心交换机的数据交换平面。管理控制平面用于控制各种网络协议的运行，例如OSPF、ARP等协议的运行，网络管理人员使用Telnet、Web管理设备的各种接口等。

在大数据流量的复杂应用环境下进行组网，核心交换设备的管理控制平面和数据交换平面之间的界面越发清晰。数据交换平面需要严格地和管理控制平面进行分离，这已经在广大业界形成共识。通过平面分离，可以使得复杂应用环境下数据交换平面承担的繁重日常任务，不至于消耗掉管理控制平面需要的资源，使得网络日常管理工作得以有效运行，保证了系统的安全。

核心交换设备的结构如图1所示，主要包括管理控制平面和数据交换平面。其中管理控制平面对整个网络进行管理，它根据协议和管理信息，结合用户的控制信息，形成配置表，送入到数据交换平面；数据交换平面对输入的数据帧进行数据交换：进入核心交换设备的数据帧首先根据目的地址，从配置表中查询出目的交换地址，根据查找的结果，将数据帧交换到输出端口，从输出端口输出。

随着网络的进一步发展，管理控制平面和数据交换平面的复杂度进一步增加，传统的核心交换设备的测试方法如图2所示，包括：

（1）管理控制平面和数据交换平面构成一个整体，通过网络测试设备进行测试；

（2）通过构造有限的真实网络，来测试网络的管理控制平面。

在传统测试方法中，测试数据交换平面需要建立在可靠的管理控制平面的基础上，需要管理控制平面的全面参与。测试过程中出现的问题是属于管理控制平面还是数据交换平面，判断起来比较复杂。故将管理控制平面和数据交换平面合成一个整体进行测试，不利于定位网络中出现的故障。而通过构造有限的真实网络，对网络的管理控制平面进行测试，难度大，开销也大，测试的灵活性和完备性都很有限。

如何在网络复杂度不断增加的情况下，实现高效的网络测试，已成为高速交换网络发展的重要内容。在网络核心交换设备的开发过程中，需要可以直接定位问题的测试系统和方法。

发明内容

本发明针对上述现有核心交换设备测试方法将整个交换设备作为一个整体来进行测试，对测试中出现的故障无法直接定位的问题，提供一种新型的高速核心交换设备测试系统，该系统利用虚拟测试场景对高速核心交换设备进行完整和高效的测试。

同时本发明还提供一种高速核心交换设备测试方法，该方法基于虚拟测试场景，实现对高速核心交换设备的测试，不仅可以测试整个核心交换设备，还可以对管理控制平面和数据交换平面进行完整地单独测试。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高速核心交换设备的测试系统，该测试系统包括网络测试场景仿真器、配置表生成和加载器、数据流生成和校验部件；

所述网络测试场景仿真器根据测试对象和目的构建虚拟网络测试场景；

所述配置表生成和加载器根据所述网络测试场景仿真器构建的虚拟网络测试场景生成相应的配置表，所述配置表加载到被测试的高速核心交换设备中；

所述数据流生成和校验部件根据所述网络测试场景仿真器构建的虚拟网络测试场景生成用于测试高速核心交换设备的数据流，并校验高速核心交换设备测试产生的数据流，形成测试结果。

一种高速核心交换设备的测试方法，所述测试方法基于上述测试系统实施，其包括如下步骤：

（1）根据测试目的和对象构建不同的虚拟测试场景；

（2）根据步骤（1）构建的虚拟测试场景生成相应的配置表，并将配置表直接加载到测试对象中；

（3）根据步骤（1）构建的虚拟测试场景生成用于测试的数据流，并发送到经步骤（2）加载相应配置表信息的测试对象中，进行数据交换；

（4）接收测试对象进行数据交换后形成的数据流，并校验形成测试结果。

所述测试对象为整个高速核心交换设备或高速核心交换设备中的管理控制平面或高速核心交换设备中的数据交换平面。

根据上述方案形成的测试系统能够根据测试需要构建不同的虚拟测试场景，并能够实现对高速核心交换设备进行完整和高效的测试。

再者，本发明提供的测试系统组成结构简单，易于实现。

本发明提供的测试方法通过构建虚拟的测试场景，可以减少为测试而进行的复杂环境的构造，减少了测试开销；通过直接对数据交换平面或者管理控制平面进行测试，有利于将管理控制平面的开发与交换平面的开发并行进行，避免了故障的相互干扰，加速交换设备的开发和测试速度。

同时，本发明提供的测试方法与高速交换网络的速率、具体协议无关，可以应用到4G、8G、10G等高速交换网络中，可以测试以太网和FC等各种协议的网络。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为高速核心交换设备的结构示意图。

图2为传统测试核心交换设备的方法示意图。

图3为本发明中测试系统的结构示意图。

图4为本发明测试数据交换平面的示意图。

图5为本发明测试管理控制平面的示意图。

图6为本发明测试核心交换设备的示意图。

图7为本发明测试方法的实施方案流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图3，本发明提供的高速核心交换设备的测试系统，其主要包括网络测试场景仿真器、配置表生成和加载器、数据流生成和校验部件三部分。

其中，网络测试场景仿真器根据测试对象和目的构建虚拟网络测试场景。用户首先设计出高速交换设备实际可能应用拓扑结构和工作环境，或者根据测试目的构建出拓扑结构和测试环境，而后将拓扑结构中被测试设备以外的所有设备进行逻辑抽象，将与被测试设备有通信关系的主要节点提炼出来，在测试系统中构成一个虚拟网络测试场景，测试场景中的节点称为虚拟节点。用户可以根据实际应用环境的不同，分析出不同的测试目的，构成各种不同复杂程度的虚拟网络测试场景。

配置表生成和加载器根据网络测试场景仿真器构建的虚拟网络测试场景生成相应的配置表，通信配置表定义了数据帧目的地址到交换设备交换地址之间的映射关系以及一些端口控制信息，如端口过滤控制信息和ACL等。配置表的生成过程为：虚拟测试场景中包含了数据流的源地址和目的地址，根据源地址和目的地址，结合被测试交换设备的交换地址分配特点，形成数据流目的地址到交换地址之间的映射关系，构成交换设备的配置表。将所述配置表加载到被测试的高速核心交换设备中。交换控制设备根据通信配置表进行数据交换，并根据控制信息，对交换的数据帧进行控制操作，例如进行数据过滤和监控操作等。

数据流生成和校验部件根据所述网络测试场景仿真器构建的虚拟网络测试场景，生成用于测试高速核心交换设备的数据流，该数据流体现了虚拟测试场景中各个虚拟节点之间需要通信的数据流。每一个虚拟节点将占用一个或者多个交换设备的通信端口，节点生成好数据流后，从对应的通信链路输出，送入到被测交换设备中。数据流主要包含的信息包括：通信的源地址、目的地址、可以控制目的节点进行操作的测试控制信息等。被测交换设备收到数据流后，根据帧中包含的目的地址，查询交换配置表，进行数据交换，输入数据帧经过数据交换后，从输出端口中输出。数据流生成和校验部件校验高速核心交换设备测试输出和输入的数据流，形成测试结果。校验的依据是：测试设备是否收到了虚拟测试场景中事先预定义的数据流，若结果与预先定义的不一致，则表明校验失败。根据测试具体目的的不同，判断测试结果是否正确的预定义内容也不同：对测试数据交换平面，预定义内容主要体现在交换数据流的丢帧、延迟、数据交换是否正确等，测试管理平面则主要体现在交换设备的响应帧是否正确。测试整个交换设备则体现在复杂应用条件下，各种指标的综合结果。

基于上述测试系统，本发明提供的测试方法是根据测试目的和对象，模拟出各种虚拟测试场景，根据虚拟测试场景，生成测试需要的各种控制信息和数据，从而可以将核心交换设备作为一个整体进行测试，也可以对管理控制平面和数据交换平面进行单独测试。其中数据交换平面进行单独测试所需要的配置信息，可以根据虚拟测试场景，从测试设备中直接生成和加载。

基于上述原理，本发明提供的测试方法的测试过程如下：

（1）根据测试目的和需要，生成对应的虚拟测试场景。测试对象可以是管理控制平面、数据交换平面或者是完整的交换设备。生成的虚拟测试场景可以是简单的测试场景，如只测试交换设备的数据交换平面，也可以是复杂的测试场景，如模拟多个交换机级联构成的复杂网络。根据虚拟测试场景，生成配置信息。

（2）根据不同的虚拟测试场景，生成相应的配置表，并将该配置表直接加载到相应的测试对象中。

（3）根据虚拟测试场景生成数据流，发送到测试对象中。测试对象进行数据交换后，发送的数据流重新转发进入到测试设备中。

（4）根据发送出去的数据流和接收到的数据流，进行比较，生成测试结果，完成测试。

基于上述技术方案本发明的具体实施如下：

实施例一

参见图4，该实施例是测试数据交换平面的过程，该实施例单独测试数据交换平面，其测试过程如下（如图7所示）：

根据测试目的和对象，在虚拟测试场景仿真器中生成对应的虚拟测试场景，该虚拟测试场景为数据交换平面。

根据测试需要，测试场景生成通信配置表和数据流，将配置表加载到被测交换设备中，而后测试系统将生成的数据流，通过通信链路输出，送入到被测交换设备中。

被测交换设备根据配置表的信息，直接进行数据交换。

交换结果从被测交换设备的输出端口中输出，送入到测试系统中，测试系统对收到的数据流进行分析和统计，形成测试结果。

通过该测试，可以直接测试交换设备的数据交换平面，无须管理平面的参与，不仅有利于测试故障的直接定位，加速交换设备的研制，而且可以更加深入全面地对数据交换平面进行方便灵活地测试，提高系统的可靠性。

实施例二

参见图5，该实施例是测试管理控制平面的过程，该实施例单独测试管理控制平面，其测试过程如下（如图7所示）：

根据测试目的和对象，在虚拟测试场景仿真器中生成对应的虚拟测试场景，该测试场景为管理控制平面。

在测试场景中根据测试内容，生成测试管理数据帧（即形成相应的测试案例），并发送测试请求道被测试交换设备中。

将管理数据帧送入到被测交换设备中；而后被测交换设备根据收到的管理数据帧进行响应，响应帧从被测交换设备的输出端口中输出，送入到测试系统中，测试系统对收到的响应帧进行分析和统计，形成测试结果。

通过该测试，可以直接测试交换设备的管理平面，无须数据交换平面的参与，有利于故障的直接定位。同时，虚拟测试场景可以虚拟出由多个虚拟交换设备构成的复杂网络场景，不仅可以对被测交换设备的管理控制平面进行更加全面而完备的测试，而且测试方便，减少了实际构建物理网络测试环境的优点。

实施例三

参见图6，该实施例是核心交换设备的测试过程，该实施例中将核心交换设备作为一个整体进行测试，其测试过程如下（如图7所示）：

根据测试目的和对象，在虚拟测试场景仿真器中生成相应的测试场景；

根据生成的测试场景生成测试数据帧，该数据帧可以是管理数据帧，也可以是用户应用数据帧。

数据帧送入到被测交换设备中，被测交换设备根据收到数据帧的类型进行处理：若为管理数据帧则生成响应帧，若为数据帧则进行数据交换。响应帧或者数据帧从被测交换设备的输出端口中输出，送入到测试系统中，测试系统对收到的帧进行分析和统计，形成测试结果。

通过该测试，可以直接测试整个交换设备，兼容传统高速交换设备的测试方法。相比传统测试方法，通过虚拟测试场景，在测试过程中减少了实际构建复杂物理网络测试环境的优点，有利于节省测试时间和成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定

。

Claims

1.一种高速核心交换设备的测试系统，其特征在于，所述测试系统包括网络测试场景仿真器、配置表生成和加载器、数据流生成和校验部件；

2.一种高速核心交换设备的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括如下步骤：

（1）根据测试目的和对象构建不同的虚拟测试场景；

3.根据权利要求2所述的一种高速核心交换设备的测试方法，其特征在于，所述测试对象为整个高速核心交换设备或高速核心交换设备中的管理控制平面或高速核心交换设备中的数据交换平面。