CN102868577A - Wred自动化测试的方法及装置 - Google Patents

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杨曙军
任钰彬
方沛玉
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Abstract

本发明揭示了一种WRED自动化测试的方法及装置，其通过数据流产生模块向待测设备入端口送入特定数据流，测试执行模块捕获待测设备出端口的数据流信息，再由数据分析模块对捕获的数据流信息进行分析形成丢包曲线，再将丢包曲线与WRED理论函数做吻合度比较，从而直观的得到测试结构。本发明能够对多个厂商的多种网络设备进行自动化的测试，简化了测试过程，降低了测试成本，并提高了测试结果的准确度。

Description

WRED自动化测试的方法及装置
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及互联网中对网络流量管理的WRED自动化测试的方法及装置。
背景技术
流量的控制和管理是以太网里重要的课题之一，网络流量的控制和管理好坏直接影响服务的质量。网络流量的控制和管理具体分为下面几个方面：
数据流分类，主要负责识别网络中不同的业务流量，每个不同的业务流量分配不同的优先级；
数据流的调度，根据不同业务需求，对业务采取相应的调度策略，实时业务优先调度；
防拥塞，拥塞会对网络的业务造成极大的冲击，甚至会导致网络拒绝服务，在防拥塞一方面我们可以增加包缓冲池的大小来吸收突发数据流，另一方面我们当数据流超出网络所能容纳的流量时，必须采取良好的丢弃策略，从而更好的利用网络的带宽服务尽可能多的业务。
目前常用的丢弃策略主要有下面几种：尾丢弃(Tail Drop)为缓冲区设定一个最大阀值，当缓冲区的长度小于最大阀值时，所有报文正常的进入缓冲区等待调度器调度；当缓冲区的长度超过最大阀值时，所有报文全部丢弃。这种丢弃策略实施方便，但这种策略很容易导致TCP流进入全局同步(global synchronization)，当TCP同步发生时，连接的带宽不能充分利用，从而造成了带宽的浪费。
RED(random early detection，随机早期检测)针对尾丢弃的不足，提供一个统计工具来维护有效的链路利用率，当输出的缓冲区到达警戒线时，分组将被随机选择以决定是否丢包。在最小阀值下，没有数据包被丢弃；在阀值之上，所有数据包被丢弃；当缓冲区在两个阀值之间，丢弃的速率是平均队列长度的一个函数。平均队列长度是整个运行时间里的平均值，因为数据被丢弃的随机性，所有流中的数据包在不同的时间被丢弃，这样防止了经常伴随尾部丢弃一起出现的全局同步现象。
WRED(Weighted Random Early Detection，加权随机早期检测)是对RED的又一次改进，它可以针对不同优先级的流量设定不同的阀值，这样可以进一步保证网络优先服务高优先级业务。
由于WRED本身具有随机性，并且是设备在大量的流量传输过程中的平均效果，如何进行精确的自动化测试面临着挑战，目前一般采用TCP流量仿真测试，从TCP的吞吐量来估计WRED的效果，然而这种测试方式对于精确的测试要求是远远不够的。
发明内容
本发明克服背景技术的缺陷，提出了一种WRED的自动化测试的装置及方法，通过在特殊的流量模型下进行数据采样，然后用统计学的原理分析计算出WRED是否符合设定的函数模型，从而实现对WRED的精确测试。
为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种WRED自动化测试的方法，其特征在于包括：
配置待测设备的单播转发表，使数据流从待测设备的入端口向出端口方向转发，且出口端的带宽小于入口端的带宽；
捕获出端口的数据流并存入数据流数据库模块中；
根据数据流数据库模块中数据流的序列号分析丢包信息；以及
将丢包曲线与待测设备中预置的WRED理论函数做对比并得出测试结果。
更进一步地，所述单播转发表内配置的待测设备路径与数据流转发路径一致。
所述数据流发送速率大于出口端的带宽。
所述丢包信息包括是否丢包，丢包个数及是否乱序。
所述丢包曲线与待测设备中预置的WRED函数的对比为吻合度的对比。
本发明还提出一种WRED自动化测试的装置，其特征在于包括：
数据流产生模块，其接入待测设备的入口端，用于产生符合测试要求的数据流；
测试执行模块，其接入待测设备的出口端，用于捕获转发后的数据流信息；
数据流数据库模块，用于存放出口端捕获的数据流，以及
数据分析模块，用于分析数据流信息，并获得最终测试结果。
更进一步的，所述数据流产生模块根据转发路径，转发速率，待测设备包缓冲大小及报文优先级参数不同而产生相应的数据流，且所述数据流内加入了连续的序列号。
所述数据分析模块根据数据流数据库模块内数据流中所带的序列号，分析丢包信息并形成丢包曲线，并判断丢包模型是否存在随机性，将丢包曲线与待测设备中预置的WRED理论函数做吻合度对比并得出测试结果。
所述装置还包括单播转发表配置模块，用于使数据流从待测设备的入端口向出端口方向转发。
所述数据流产生模块产生的数据流中报文个数公式为：
Figure BDA00002231045700031
与现有技术相比，本发明提出的WRED自动化测试的方法及装置的有益效果有：
一、全自动化测试，无需人工干预，避免了大量的人力资源做重复的劳动，降低了测试的成本；
二、通过对数据进行采集、分析、对比，获得较精确的测试结果并且可以打印出来呈现给用户，直观形象；
三、简化了测试过程，提高了测试资源的利用率。
附图说明
图1是本发明WRED自动化测试的模块图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明优选实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
图1所示是本发明WRED自动化测试的方法及装置的优选实施例，该装置用于对网络设备如交换机，路由器等进行WRED自动化测试，该测试装置包括与待测设备S101入端口相接的数据流产生模块S102，与待测设备S101出端口相接的测试执行模块S103，以及数据流数据库模块S104和数据分析模块S105。
所述待测设备S101中配置了单播转发表，所述单播转发表内配置的待测设备S101路径与数据流转发路径一致，同时转发报文的目的地址在单播转发表中的出端口与数据流方向一致；所述待测设备S101的入端口及出端口均配置了相应的带宽，且出端口的带宽小于入端口的带宽，使得数据流在转发时，在待测设备S101的出端口出现拥塞，从而待测设备S101中预置的WRED生效。
所述数据流产生模块S102根据转发路径、待测设备包缓冲大小、报文转发速率及报文优先级参数产生相应的测试数据流；同时，所述测试数据流内加入了连续的序列号，数据流的发送速率必须大于待测设备出端口的带宽。
所述数据流产生模块S102产生的数据流中包括的报文个数必须要能填满待测设备S101的包缓冲区，且所述报文个数的计算公式为：
其中缓冲区大小是指待测设备S101的包缓冲区的大小；发送速率是指数据流的发送速率；且发送速率及出端口速率的单位为每秒钟发包个数。
所述测试执行模块S103用于捕获待测设备S101出端口的数据流，同时将捕获到的数据流信息存入数据流数据库模块S104内。
所述数据分析模块S105通过扫描数据流数据库S104，根据捕获的数据流内部的连续的序列号，分析出丢包情况，同时产生丢包曲线；再利用统计学原理将丢包曲线与待测设备S101中预置的WRED理论函数做吻合度对比，得到测试结果。
而本发明的WRED自动化测试过程也如图1所示，其包括以下步骤：
步骤一、将数据流产生模块S102接入待测设备S101的入端口，测试执行模块S103接入待测设备S101的出端口；
步骤二、在待测设备S101内配置单播转发表，配置出入端口的带宽，并确保出端口的带宽小于入端口的带宽；
步骤三、与待测设备S101入端口相连的数据流产生模块S102开始发送数据流信息，当一轮数据流全部发送完，待测设备S102出端口相连的测试执行模块S103开始等待出端口转发的本轮数据流，并捕获数据流信息；
步骤四、测试执行模块S103将捕获到的数据流存入数据流数据库模块S104中，并重复上述过程；
步骤五、数据分析模块S105扫描数据流数据库模块S104内数据流信息，根据其所带的序列号判断是否丢包、丢包个数及是否乱序，将判断出的丢包信息进行分析并形成相应的丢包曲线，再根据丢包曲线判断丢包类型是否存在随机性；
步骤六、通过统计学原理分析丢包曲线，并将其与待测设备S101中预置的WRED理论函数做吻合度对比，得出测试结果并打印给客户。
本发明对WRED的测试装置及方法可应用于对不同厂商的多种网络设备进行测试，同时，测试过程为全自动化过程，且测试结果的读取直观、方便。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种WRED自动化测试的方法，其特征在于包括：
配置待测设备的单播转发表，使数据流从待测设备的入端口向出端口方向转发，且出口端的带宽小于入口端的带宽；
捕获出端口的数据流并存入数据流数据库模块中；
根据数据流数据库模块中数据流的序列号分析丢包信息并形成丢包曲线；以及
将丢包曲线与待测设备中预置的WRED函数做对比，并得出测试结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述单播转发表内配置的待测设备路径与数据流转发路径一致。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述数据流发送速率大于出口端的带宽。
4.根据球了要求1所述的方法，其特征在于：所述丢包信息包括是否丢包，丢包个数及是否乱序。
5.根据球了要求1所述的方法，其特征在于：所述丢包曲线与待测设备中预置的WRED函数的对比为吻合度的对比。
6.一种WRED自动化测试的装置，其特征在于包括：
数据流产生模块，其接入待测设备的入口端，用于产生数据流；
测试执行模块，其接入待测设备的出口端，用于捕获转发后的数据流信息；
数据流数据库模块，用于存放出口端捕获的数据流，以及
数据分析模块，用于分析数据流中丢包信息，并与待测设备中预置的WRED函数做对比，并获得最终测试结果。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述数据流产生模块根据转发路径，转发速率，待测设备包缓冲大小及报文优先级参数产生相应的数据流，且所述数据流内加入了连续的序列号。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述数据分析模块根据数据流数据库模块内数据流中所带的序列号，分析丢包信息并形成丢包曲线，并判断丢包模型是否存在随机性，将丢包曲线与待测设备中预置的WRED理论函数做吻合度对比并得出测试结果。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：还包括单播转发表配置模块，用于使数据流从待测设备的入端口向出端口方向转发。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述数据流产生模块产生的数据流中报文个数为：
Figure FDA00002231045600021
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