CN103731321B - 一种基于fpga 生成rfc2544 测试数据流的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的方法，所述方法至少包括：用户设置测试配置信息；根据所述测试配置信息生成测试请求序列；每个所述测试请求对应生成一个测试数据包，所述测试请求序列对应形成测试数据流。本发明还包括一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的装置，所述装置包括多组测试请求生成模块，用于生成多组测试请求序列；一个测试数据流生成模块，与所述多组测试请求生成模块相连，用于获取多组所述测试请求序列生成多组测试数据流并输出。本发明能够根据用户设置的长度、速率、突发、测试时长等测试要求，基于FPGA生成满足要求的RFC2544测试数据流。

Description

一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种数据设备的测试领域，特别是涉及一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的方法及装置。

背景技术

RFC2544协议是RFC组织提出的用于评测网络互联设备（防火墙、IDS、Switch等）的国际标准。主要是对RFC1242中定义的性能评测参数的具体测试方法、结果的提交形式作了较详细的规定。RFC2544中规定了许多测试不同网络设备的参数，主要包括吞吐率(Throughput)，丢包率(Lost Rate)，时延(Latency)，背靠背(Back-to-Back)4个最为重要的参数。其中，吞吐率反映被测试设备所能够处理(不丢失数据包)的最大的数据流量；丢包率反映被测设备承受特定负载的能力；时延反映被测设备处理数据包的速度；背靠背反映被测设备处理突发数据的能力（数据缓存能力）。网络交换设备的入网认证一般都要经过RFC2544性能测试。

FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。以硬件描述语言（Verilog或VHDL）所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至FPGA上进行测试，是现代IC设计验证的技术主流。系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。

为进行RFC2544测试，需要测试设备发送不同长度、速率、突发、测试时长的以太网数据包，而目前没有生成RFC2544测试数据流的专用芯片。因此，如何根据用户设置的长度、速率、突发、测试时长等测试要求，基于FPGA生成RFC2544测试数据流成为需要解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的方法及装置，用于解决现有技术中如何根据用户设置的长度、速率、突发、测试时长等测试要求，基于FPGA生成RFC2544测试数据流的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的方法，所述方法至少包括：用户设置测试配置信息；根据所述测试配置信息生成测试请求序列；每个所述测试请求对应生成一个测试数据包，所述测试请求序列对应形成测试数据流。

优选地，所述测试配置信息包括目的MAC地址，源MAC地址，数据包长，发送速率，突发长度，测试时长，虚拟局域网，网络维护实体组等级，标签协议标识，测试数据流类型，负载内容，数据流测试使能。

优选地，根据所述测试配置信息生成测试请求序列具体实现过程包括：根据所述测试配置信息得到关键配置信息；根据所述关键配置信息生成所述测试请求序列。

优选地，所述关键配置信息包括目的数据包长，发送速率，突发长度，测试时长。

优选地，所述方法还包括：将所述测试请求序列缓存。

优选地，根据所述测试配置信息生成测试请求序列具体实现过程包括：根据所述测试配置信息确定数据包长；确定测试时长；确定生成测试请求的频率；根据突发长度确定每秒测试请求数，生成测试请求序列。

优选地，所述方法还包括：将所述测试数据流缓存输出。

本发明还包括一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的装置，所述装置包括：多组测试请求生成模块，用于生成多组测试请求序列；每组测试请求生成模块包括一个测试信息设置单元以及一个测试请求生成单元，所述测试信息设置单元用于设置测试配置信息，测试请求生成单元与所述测试信息设置单元相连，用于根据所述测试配置信息生成一组所述测试请求序列；一个测试数据流生成模块，与所述多组测试请求生成模块相连，用于根据多组所述测试请求序列生成多组测试数据流并输出；所述测试数据流生成模块包括一个测试数据包生成单元，所述测试数据包生成单元根据每个所述测试请求生成一个测试数据包，每组所述测试请求序列对应形成一组测试数据流。

优选地，每组所述测试请求生成模块还包括一个关键配置信息单元，所述关键配置信息单元与所述测试信息设置单元以及测试请求生成单元相连，用于从所述测试信息设置单元获取所述测试配置信息中的关键信息，并输出到所述测试请求生成单元。

优选地，所述测试数据流生成模块还包括一个测试请求序列缓存单元，与所述测试数据包生成单元相连，用于缓存多组所述测试请求序列，将每个测试请求输出到所述测试数据包生成单元。。

优选地，所述测试数据流生成模块还包括一个测试数据包发送单元，与所述测试数据包生成单元相连，用于将所述测试数据包生成单元生成的多组测试数据流缓存输出。

如上所述，本发明的一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的方法及装置，具有以下有益效果：能够根据用户设置的长度、速率、突发、测试时长等测试要求，基于FPGA生成满足要求的RFC2544测试数据流。

附图说明

图1显示为本发明的一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的装置模块示意图。

图2显示为本发明的一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的方法流程示意图。

图3显示为本发明的一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的根据关键配置信息生成测试请求序列的流程示意图。

元件标号说明

11 测试请求生成模块

111 测试信息设置单元

112 关键配置信息单元

113 测试请求生成单元

12 测试数据流生成模块

121 测试请求序列缓存单元

122 测试数据包生成单元

123 测试数据包发送单元

S1-S6 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提供一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的方法，所述方法至少包括：用户设置测试配置信息；根据所述测试配置信息生成测试请求序列；每个所述测试请求对应生成一个测试数据包，所述测试请求序列对应形成测试数据流。

首先执行步骤S1，用户设置测试配置信息。用户根据测试要求设置所要生成的RFC2544测试数据流相关的配置信息。具体地，所述测试配置信息包括测试数据流的目的MAC地址，源MAC地址，数据包长，发送速率，突发长度，测试时长，虚拟局域网（VLAN，VirtualLocal Area Network），网络维护实体组等级（MEL，即MEG的等级。MEG是指网络维护实体组），标签协议标识（TPID，Tag Protocol Identifier），负载内容，数据流测试使能等信息。其中，数据包长，发送速率，突发长度，测试时长是测试数据流的关键配置信息，定义了所述测试数据流的特性。用户设置不同的VLAN，MEL，TPID值将得到不同的测试数据流。数据流测试使能是判断是否根据所述测试信息生成测试请求序列的使能信息。

根据测试配置信息生成测试请求序列，用于从测试配置信息得到关键配置信息来生成测试请求序列。其具体实现可以包括步骤S2根据测试配置信息得到关键配置信息以及步骤S3根据关键配置信息生成测试请求序列。进一步，步骤S2根据测试配置信息得到关键配置信息可以是指在FPGA中设置有专门的和测试配置信息对应的存储装置来存储关键配置信息；此时，可直接从所述存储装置中得到所述关键配置信息生成测试请求序列。否则，则需从所述测试配置信息中得到所述关键配置信息。

接着执行步骤S3，根据关键配置信息生成测试请求序列包括：确定数据包长；确定测试时长；确定生成测试请求的频率；根据突发长度确定每秒测试请求数，生成测试请求序列。具体地，参见图3所示，首先检查测试使能信息是否为假，数据包长或发送速率是否为0，如果这三种情况中有一种发生，则不生成测试请求。否则，检查数据包长是否<64，如果是则调整数据包长为64，否则不调整。接着，检查测试时长T是否为0，如果是则调整测试时长T为1，否则不调整。接着，根据发送速率和数据包长确定生成测试请求的频率F，F为单位时间内（如每秒）生成的测试请求数。接着，根据突发长度M生成测试请求序列，如果突发长度M为0，则在T秒内按照确定的频率F生成测试请求序列，即每秒生成F个测试请求，总共生成T*F个测试请求，这些测试请求形成测试请求序列；否则，在T秒内按照确定的频率F生成测试请求序列，并且每秒生成的测试请求数最大为突发长度M，即每秒生成M个测试请求，总共生成T*M个测试请求，这些测试请求形成测试请求序列。

接着执行步骤S4，将所述测试请求序列依次送入FIFO缓存。具体地，可以包括多级FIFO缓存，用于缓存所述测试请求序列等待处理。

接着执行步骤S5，每个所述测试请求对应生成一个测试数据包，所述测试请求序列对应形成测试数据流。具体地，从所述FIFO中依次得到一个测试请求，根据所述测试请求中的信息可按照标准以太网包进行组包，其中，数据包中数据的格式可遵循Y1731协议中ETH-LB(以太网环回)测试中的LBM数据格式，生成测试数据包，一个测试请求对应生成一个测试数据包。其中，生成测试数据包的信息包括测试数据流的目的MAC地址，源MAC地址，数据包长，虚拟局域网（VLAN，Virtual Local Area Network），网络维护实体组等级（MEL，即MEG的等级。MEG是指网络维护实体组），标签协议标识（TPID，Tag Protocol Identifier），负载内容等内容。不同的VLAN，MEL，TPID值加入到生成的所述测试数据包后，将得到不同的测试数据流。生成测试数据包的信息可以来自测试请求中，也可以来自测试请求相应的测试配置信息中。当测试数据类型为用户数据时，所生成的数据包的数据内容将从其他存储器中读取；当测试数据类型为测试数据时，所生成的数据包的数据内容将由负载内容的值确定，当负载内容为全0时，数据包中的负载全为0；当负载内容为全1时，数据包中的负载全为1；当负载内容为PRBS时，则数据包中的负载内容为计算产生的伪随机序列。所述测试请求序列中的多个测试请求将生成多个测试数据包，形成了测试数据流。

接着执行步骤S6，缓存输出测试数据流。具体地，将所生成的测试数据流缓存在FIFO中，并发送形成测试数据流。

如图3所示，本发明还包括一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的装置，所述装置包括多组测试请求生成模块11，一个与所述多组测试请求生成模块11相连的测试数据流生成模块12。

多组测试请求生成模块11，用于生成多组测试请求序列。具体地，所述测试请求模块可以有128组。每组测试请求生成模块11包括一个测试信息设置单元111以及一个测试请求生成单元113。

所述测试信息设置单元111用于设置测试配置信息。用户根据测试要求设置所要生成的RFC2544测试数据流相关的配置信息。具体地，所述测试配置信息包括测试数据流的目的MAC地址，源MAC地址，数据包长，发送速率，突发长度，测试时长，虚拟局域网（VLAN，Virtual Local Area Network），网络维护实体组等级（MEL，即MEG的等级。MEG是指网络维护实体组），标签协议标识（TPID，Tag Protocol Identifier），测试数据流类型，负载内容，数据流测试使能等信息。其中，数据包长，发送速率，突发长度，测试时长是测试数据流的关键数据，定义了所述测试数据流的特性。用户设置不同的VLAN，MEL，TPID值将得到不同的测试数据流。数据流测试使能是判断是否根据所述测试信息生成测试请求序列的使能信息。测试数据类型包括测试数据和用户数据。

测试请求生成单元113与所述测试信息设置单元111相连，用于根据所述测试配置信息生成一组所述测试请求序列。

每组所述测试请求生成模块11还可以包括一个关键配置信息单元112，所述关键配置信息单元112与所述测试信息设置单元111以及测试请求生成单元113相连，用于从所述测试信息设置单元111获取所述测试配置信息中的关键信息，并输出到所述测试请求生成单元113。

根据测试配置信息中的关键配置信息生成测试请求序列的具体实现包括：确定数据包长；确定测试时长；确定生成测试请求的频率；根据突发长度确定每秒测试请求数，生成测试请求序列。具体地，参见图3所示，首先检查测试使能信息是否为假，数据包长或发送速率是否为0，如果这三种情况中有一种发生，则不生成测试请求。否则，检查数据包长是否<64，如果是则调整数据包长为64，否则不调整。接着，检查测试时长T是否为0，如果是则调整测试时长T为1，否则不调整。接着，根据发送速率和数据包长确定生成测试请求的频率F，F为单位时间内（如每秒）生成的测试请求数。接着，根据突发长度M生成测试请求序列，如果突发长度M为0，则在T秒内按照确定的频率F生成测试请求序列，即每秒生成F个测试请求，总共生成T*F个测试请求，这些测试请求形成测试请求序列；否则，在T秒内按照确定的频率F生成测试请求序列，并且每秒生成的测试请求数最大为突发长度M，即每秒生成M个测试请求，总共生成T*M个测试请求，这些测试请求形成测试请求序列。

一个测试数据流生成模块12，与所述多组测试请求生成模块11相连，用于根据多组所述测试请求序列生成多组测试数据流并输出；所述测试数据流生成模块11包括一个测试数据包生成单元122，所述测试数据包生成单元122根据每个所述测试请求生成一个测试数据包，每组所述测试请求序列对应形成一组测试数据流。具体地，依次得到一个测试请求，根据所述测试请求中的信息可按照标准以太网包进行组包，其中，数据包中数据的格式可遵循Y1731协议中ETH-LB(以太网环回)测试中的LBM数据格式，生成测试数据包。一个测试请求对应生成一个测试数据包。其中，生成测试数据包的信息包括测试数据流的目的MAC地址，源MAC地址，数据包长，虚拟局域网（VLAN，Virtual Local Area Network），网络维护实体组等级（MEL，即MEG的等级。MEG是指网络维护实体组），标签协议标识（TPID，TagProtocol Identifier），负载内容等内容。不同的VLAN，MEL，TPID值加入到生成的所述测试数据包后，将得到不同的测试数据流。生成测试数据包的信息可以来自测试请求中，也可以来自测试请求相应的测试配置信息中。当测试数据类型为用户数据时，所生成的数据包的数据内容将从其他存储器中读取；当测试数据类型为测试数据时，所生成的数据包的数据内容将由负载内容的值确定，当负载内容为全0时，数据包中的负载全为0；当负载内容为全1时，数据包中的负载全为1；当负载内容为PRBS时，则数据包中的负载内容为计算产生的伪随机序列。所述测试请求序列中的多个测试请求将生成多个测试数据包，形成了测试数据流。由于不同的VLAN，MEL，TPID值加入到生成的所述测试数据包后，将得到不同的测试数据流。因此128个测试数据流生成模块12可以得到128组测试数据流。测试数据流生成模块根据用户配置的数据可以生成任何类型的以太网数据包。

所述测试数据流生成模块12还包括一个测试请求序列缓存单元121，与所述测试数据包生成单元122相连，用于缓存多组所述测试请求序列，将每个测试请求输出到所述测试数据包生成单元122。具体地，所述缓存可以由三级FIFO构成，最底层包含16个FIFO模块用于存储128个测试请求生成模块11产生的测试请求，中间层包含两个FIFO用于将底层16个FIFO的数据（即测试请求）进行读取转存，顶层一个FIFO模块读取中间层FIFO的数据并送到测试数据包生成单元122。

优选地，所述测试数据流生成模块12还包括一个测试数据包发送单元123，与所述测试数据包生成单元122相连，用于将所述测试数据包生成单元122生成的多组测试数据流缓存输出。

综上所述，本发明一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的方法及装置，能够根据用户设置的长度、速率、突发、测试时长等测试要求，基于FPGA生成满足要求的RFC2544测试数据流，能完成实现RFC2544所需的所有类型的数据包的生成工作。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的方法，其特征在于，所述方法至少包括：用户设置测试配置信息；根据所述测试配置信息生成测试请求序列；根据所述测试配置信息生成测试请求序列具体实现过程包括：根据所述测试配置信息得到关键配置信息；根据所述关键配置信息生成所述测试请求序列；所述关键配置信息包括目的数据包长，发送速率，突发长度，测试时长；每个所述测试请求对应生成一个测试数据包，所述测试请求序列对应形成测试数据流；

其中，根据所述测试配置信息生成测试请求序列具体实现过程包括：根据所述测试配置信息确定数据包长；确定测试时长；确定生成测试请求的频率；根据突发长度确定每秒测试请求数，生成测试请求序列；具体为：

根据所述测试配置信息确定数据包长；确定测试时长；确定生成测试请求的频率；根据突发长度确定每秒测试请求数，生成测试请求序列；具体为：

首先检查测试使能信息是否为假，数据包长或发送速率是否为0，如果这三种情况中有一种发生，则不生成测试请求；否则，检查数据包长是否小于64，如果是则调整数据包长为64，否则不调整；

接着，检查测试时长是否为0，如果是则调整测试时长为1，否则不调整；

接着，根据发送速率和数据包长确定生成测试请求的频率，测试请求的频率为单位时间内生成的测试请求数；

接着，根据突发长度生成测试请求序列，如果突发长度为0，则在所述测试市场内按照确定的测试请求的频率生成测试请求序列；否则，在所述测试时长内按照确定的所述测试请求的频率生成测试请求序列，并且每秒生成的测试请求数最大为所述突发长度。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA生成RFC2544测试数据流的方法，其特征在于：所述测试配置信息包括目的MAC地址，源MAC地址，数据包长，发送速率，突发长度，测试时长，虚拟局域网，网络维护实体组等级，标签协议标识，测试数据流类型，负载内容，数据流测试使能。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA生成RFC2544测试数据流的方法，其特征在于：所述方法还包括：将所述测试请求序列缓存。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA生成RFC2544测试数据流的方法，其特征在于：所述方法还包括：将所述测试数据流缓存输出。

5.一种基于FPGA生成RFC2544测试数据流的装置，其特征在于：所述装置包括：

多组测试请求生成模块，用于生成多组测试请求序列；每组测试请求生成模块包括一个测试信息设置单元以及一个测试请求生成单元，所述测试信息设置单元用于设置测试配置信息，测试请求生成单元与所述测试信息设置单元相连，用于根据所述测试配置信息生成一组所述测试请求序列；

一个测试数据流生成模块，与所述多组测试请求生成模块相连，用于根据多组所述测试请求序列生成多组测试数据流并输出；所述测试数据流生成模块包括一个测试数据包生成单元，所述测试数据包生成单元根据每个所述测试请求生成一个测试数据包，每组所述测试请求序列对应形成一组测试数据流；

其中，所述测试请求生成单元根据测试配置信息生成一组测试请求序列的实现过程包括：根据所述测试配置信息确定数据包长；确定测试时长；确定生成测试请求的频率；根据突发长度确定每秒测试请求数，生成测试请求序列；具体为：

根据所述测试配置信息确定数据包长；确定测试时长；确定生成测试请求的频率；根据突发长度确定每秒测试请求数，生成测试请求序列；具体为：

首先检查测试使能信息是否为假，数据包长或发送速率是否为0，如果这三种情况中有一种发生，则不生成测试请求；否则，检查数据包长是否小于64，如果是则调整数据包长为64，否则不调整；

接着，检查测试时长是否为0，如果是则调整测试时长为1，否则不调整；

接着，根据发送速率和数据包长确定生成测试请求的频率，测试请求的频率为单位时间内生成的测试请求数；

接着，根据突发长度生成测试请求序列，如果突发长度为0，则在所述测试市场内按照确定的测试请求的频率生成测试请求序列；否则，在所述测试时长内按照确定的所述测试请求的频率生成测试请求序列，并且每秒生成的测试请求数最大为所述突发长度。

6.根据权利要求5所述的基于FPGA生成RFC2544测试数据流的装置，其特征在于：每组所述测试请求生成模块还包括一个关键配置信息单元，所述关键配置信息单元与所述测试信息设置单元以及测试请求生成单元相连，用于从所述测试信息设置单元获取所述测试配置信息中的关键信息，并输出到所述测试请求生成单元。

7.根据权利要求5所述的基于FPGA生成RFC2544测试数据流的装置，其特征在于：所述测试数据流生成模块还包括一个测试请求序列缓存单元，与所述测试数据包生成单元相连，用于缓存多组所述测试请求序列，将每个测试请求输出到所述测试数据包生成单元。

8.根据权利要求5所述的基于FPGA生成RFC2544测试数据流的装置，其特征在于：所述测试数据流生成模块还包括一个测试数据包发送单元，与所述测试数据包生成单元相连，用于将所述测试数据包生成单元生成的多组测试数据流缓存输出。