CN104283734A

CN104283734A - 用于低成本和低功率网络故障排除的系统和方法

Info

Publication number: CN104283734A
Application number: CN201410302634.2A
Authority: CN
Inventors: J.A.卡科斯卡
Original assignee: FOLUC CORP
Current assignee: AirMagnet Inc
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2034-06-30
Also published as: US20150006982A1; CN104283734B; EP2822223B1; EP2822223A1; JP2015012616A

Abstract

本发明涉及用于低成本和低功率网络故障排除的系统和方法。一种用于网络测试的设备，其从测试网络接收数据，经由物理层控制器(PHY)基于所接收的数据来验证到测试网络的链路。响应于第一条件，将来自测试网络的所接收的数据的速率节流至较低速率。然后，经由介质访问控制器(MAC)在较低速率下处理所接收的数据。

Description

用于低成本和低功率网络故障排除的系统和方法

技术领域

本公开涉及网络测试和网络故障排除，并且更具体地，涉及用于改进的网络测试的改进的系统和方法。

背景技术

为了让手持式网络测试装置来适当满足对于更快和逐渐复杂的通信网络的网络测试需求，附加处理能力已经变得常见。例如，传统的网络测试装置可以包括高速电子装置,用于在逐渐增加的网络带宽下（例如，千兆位/秒（Gbps））进行测试。然而，这样的网络测试装置也已变得更加复杂和昂贵。

尽管这样的网络装置对于其预期目的来说已经一般被认为是令人满意的，但是本领域中仍然需要仍保持足够网络测试功能性的更廉价的网络测试装置。本发明提供了对这些问题的解决方案。

发明内容

本发明的目的和优点将根据本公开而被阐述并变得显而易见。通过在书面描述及其权利要求书中以及根据附图所特别指出的方法和系统，将实现和获得本发明的附加优点。

为了实现这些和其他优点，并且根据如本文中所体现的本发明的目的，本发明包括用于网络测试的系统、方法和设备。特别是，本发明包括用于网络测试的设备或网络测试装置，其从测试网络接收数据，并基于所接收的数据经由介质访问控制器（MAC）验证到测试网络的链路。网络测试装置进一步响应于第一条件（例如，已验证的链路）来将来自测试网络的所接收的数据的速率节流至较低速率，并且经由介质访问控制器（MAC）在较低速率下处理所接收的数据。在一些实施例中，网络装置在较低的速率下接收数据，并在较低的速率下执行网络测试。这样的网络测试可以包括但不限于数据分组测试，诸如Ping连接性测试、动态主机配置协议（DHCP）测试等等。在某些实施例中，网络测试装置最初可以从与测试网络可操作通信的四个双绞线介质连接从测试网络（例如，在较高数据速率下）接收数据，并且一旦链路被验证，网络测试装置可以通过经由四个双绞线介质连接中的两个从测试网络接收数据，来将所接收的数据的速率节流至较低速率。

对本领域技术人员来说，根据结合附图所进行的优选实施例的以下详细描述，本发明的系统和方法的这些和其他特征将变得更加显而易见。

附图说明

为使得本发明关联的本领域技术人员将在没有过度实验的情况下容易理解如何制造和使用本发明的装置和方法，下文中将参照某些附图详细描述其优选实施例，其中：

图1是根据本发明所构造的网络测试装置的示例性实施例的示意图，其示出了连接到测试网络的网络测试装置；

图2是图1中所示的网络测试装置的分解透视图；

图3是图1中所示的网络测试装置的网络接口的示意性框图；

图4是图1中所示的网络测试器的示例处理器模块的示意性框图；以及

图5图示了根据本文所描述的一个或多个实施例的用于网络测试的示例简化过程。

具体实施方式

本文所描述的系统、技术和过程，提供了改进的网络测试装置，其节流了用于特定类型网络测试的数据速率以便需要较不复杂（和较廉价）的电子元件。这样的系统、技术和过程通过提供网络测试装置来实现这些和其他需求，该网络测试装置在一个数据速率下验证物理介质和链路伙伴（link partner），一旦被验证，将该数据速率节流至较低数据速率，以用于后续的网络测试。

现在将对附图做出参考，其中相同参考数字标识本发明的相似结构特征或方面。为解释和说明而非限制的目的，根据本发明的网络测试装置的示例性实施例在图1中被示出，并且由参考字符105来一般性地指定。图1-6中提供了根据本发明的网络测试装置的其他实施例或其多个方面，如将被描述的。本发明的系统可被用于执行网络诊断测试和显示测试网络条件。

参照图1，示意图100示出了根据本公开的网络测试装置105。操作地，网络测试器105包括外壳构件110，其被配置并适配为优选地经由网络端口115与通信网络135（例如测试网络）进行通信（例如，发送和接收数据）。在所图示的实施例中，网络端口115是配置为RJ-45网络端口的硬连线端口。然而，要理解的是，其他实施例并不限于使用RJ-45端口，并且可以使用耦合到通信网络135的任何合适的端口。值得注意的是，以太网网络电缆125可以将网络测试装置105（例如，经由网络端口115）操作地耦合到测试网络135（例如，经由网络端口130），该测试网络135包括网络装置140（例如交换机、路由器、服务器等）。值得注意的是，网络端口130可以是存在于商业建筑物、住宅空间等等中的常规网络端口，该端口可以包括必要的布线以提供到网络135（例如互联网）的连接性。如下面更详细讨论的，网络端口115和130可以被配置为通过双绞线技术来托管以太网，并将双绞线电缆用于以太网通信网络（即，网络135）的物理层。

网络135可以被理解为包括通信网络，其可以包括由用于在它们之间传输数据的通信链路和段所互连的各种网络装置140（例如，诸如个人计算机和工作站或其他装置，诸如传感器等）。许多类型的网络是可用的，其范围从本地局域网（LAN）到广域网（WAN）。LAN通常通过位于相同的一般物理位置（诸如建筑物或校园）的专用私有通信链路连接网络装置。另一方面，WAN通常通过长距离通信链路（诸如常见的载波电话线、光学光路、同步光学网络（SONET）、同步数字体系（SDH）链路或电力线通信（PLC）（例如IEEE 61334、IEEE P1901.2）等等连接地理上分散的网络装置。

仍然参考图1，网络测试器105还包括操作地耦合到外壳构件110的显示器120。显示器120可被配置和适配为基于所接收的数据来显示测试网络135的一个或多个网络条件。例如，显示器120可以包括一个或多个发光二极管（LED），其可以基于网络条件的检测而被供电，网络条件诸如但不限于：以太网供电（PoE）、测试网络连接速度和双工、动态主机配置协议（DHCP）地址、网关测试条件、最近的交换机和端口标识、以及服务器连接性测试的响应时间。然而，显示器120并不限于这样的LED，因为可以使用其他显示机构，例如液晶显示器（LCD）、有机发光二极管（OLED）、电子墨水（eInk），并且也可以使用能够将信息显示给用户的其他显示器类型。

现在参考图2，其中示出了图1中所示的网络测试装置的分解透视图，其示出了操作地耦合到外壳110和/或由外壳110包围的内部元件。如上文所讨论的，网络测试器105包括一个或多个LED 205，其可以指示（例如，照亮）显示器120的一个或多个网络条件。网络测试装置105还包括处理器210，其操作地耦合到网络接口电路215。网络接口电路215包括变压器、无线接入点、以太网电路、介质访问控制器（MAC）、物理层控制器（PHY）等。另外，网络测试装置105还包括由外壳构件110包围的独立电源260（例如电池等）。值得注意的是，虽然图2示出了元件（例如，处理器210）相对于电路板的特定取向和位置，如由本领域技术人员所理解的，这样的元件可被取向和放置在任何合适的位置。

图3是耦合到网络装置140的网络测试装置105的网络接口215的示意性框图。特别地，图3示出了经由四（4）个双绞线（例如，以太网线）连接或耦合到网络135的网络装置140之一（例如，交换机、路由器、服务器等）的网络接口215。如上文所讨论的，网络接口215包括协商高等级介质可用性的MAC 216，以及与电信号直接对接的物理层控制器或接口（PHY）217。如本文所讨论地，操作地，PHY 217验证到测试网络装置140的千兆位链路，并且一旦千兆位链路被验证，MAC 216在较低速率下执行附加的网络测试。值得注意的是，其他实施例可以采用同轴电缆或光纤。

图4是示例处理器模块405的示意性框图，其可与本文所描述的一个或多个实施例一起使用。处理器模块405说明性地包括由系统总线450所互连的网络接口215（例如有线、光学、无线等）、至少一个处理器210以及存储器440。

此外，处理器模块405包括独立电源460。注意，图2的独立电源260被示为自立元件，然而容易理解的是，这样的电源260也可以是具有一个或多个互连电源（诸如电源460）的更大的电力系统的一部分，如此处所示出的。

一个或多个网络接口215包含机械、电学和信令电路，用于控制网络测试装置105的操作，以及向/从无线局域网135传送数据。正如上文所讨论的，这样的电路可以包括例如MAC 216和PHY 217，并且可以被配置为使用各种不同的通信协议来发送和/或接收数据。

存储器440包括由处理器420可寻址的多个存储位置，以及用于存储与本文所描述的实施例相关联的软件程序和数据结构的网络接口215。要注意的是，处理器模块405的某些实施例可能具有有限的存储器或没有存储器（例如，除了用于在装置和相关联缓存上操作的程序/进程之外没有用于存储的存储器）。处理器420可以包括适配为执行软件程序和操纵数据结构445的硬件单元或硬件逻辑。操作系统442，其部分通常驻留在存储器440中，并且由处理器执行，尤其通过调用装置上执行的支持软件进程和/或服务的操作，功能性地组织该装置。如本文所描述的，这些软件进程和/或服务可以包括说明性的网络测试进程/服务444。要注意的是，虽然集中式存储器440中示出了进程/服务，替代实施例在网络接口215内提供特定的操作。

将对于本领域技术人员显而易见的是，其他处理器和存储器类型，包括各种计算机可读介质，可被用来存储和执行关于本文所述技术的程序指令。另外，虽然描述说明了各种进程，但明确预期的是，各种进程可以被体现为模块，该模块被配置为根据本文的技术来操作（例如，根据类似进程的功能）。此外，虽然已经单独示出了该进程，但本领域技术人员将理解，这些进程可以是其他进程内的例程或模块。

如将由本领域技术人员所理解的，并且根据本文所描述的技术所修改的那样，网络测试进程（服务）444包含计算机可执行指令，其由处理器420执行以执行由一个或多个通信和/或路由协议所提供的网络测试功能。这些功能可以例如能够根据相关联协议和本文所描述的技术以及使用各种路由/转发表、列表、映射等（例如，数据结构445），进行通用分组检测/路由/转发等。

特别是，网络测试进程444可以使处理器420（例如，经由网络接口210）来接收从测试网络135传送到网络测试装置105（例如，经由网络端口115）的数据。网络测试处理444还可以使处理器420基于所接收的数据，经由物理层217验证到测试网络的链路。此外，网络测试处理444可以使处理器420响应于第一条件（例如，已验证的链路）将来自测试网络的所接收的数据的速率节流至较低速率，并且经由MAC 216在该较低速率下处理随后接收的数据。这样的处理可以包括，例如，执行数据分组测试（例如，Ping连接性测试、动态主机配置协议（DHCP）测试等等）。

一些实施例中，处理器420最初经由四个双绞线在大约一（1）千兆位/秒（Gbps）的速率下接收数据，并测试链路连接性。如本文所使用的，根据已知的工业标准（例如，IEEE 802.3-2008标准）来定义大约1 Gbps的速率。一旦链路被验证，将数据的速率节流或限制为四个双绞线中的两个，以用于随后的网络测试。以这种方式，网络测试装置105暂时在较高速率下进行链接来验证链路伙伴，以及验证连接电缆介质可以在更高的速度下进行操作。一旦被验证，网络测试装置105将节流回到较低数据速率（例如，100 Mb）以用于网络连接性测试。以这种方式，网络测试装置105可以结合更简单且成本更低的电路（例如，10/100 MAC）。此外，通过节流数据，网络测试装置105以较低、更有效率的处理速度进行操作，从而降低了功率消耗。

虽然相对于彼此讨论了网络测试进程444的步骤或单元，这样的次序是为了解释而非限制的目的。也就是说，网络测试进程344的这样的单元可以以任何次序被执行，并且彼此独立。

图5图示了用于根据本文所描述的一个或多个实施例的网络测试的示例简化过程，即过程500，特别是从网络测试装置105的角度。过程500开始于步骤505并继续到步骤510，其中，如上文更详细描述的，网络测试设备可以从测试网络接收数据（例如，从来自测试网络135的装置140）。接下来，在步骤515中，网络测试装置能够判定网络装置（例如，链路伙伴）是否正通告千兆位链路能力。例如，网络装置经由四个双绞线介质连接来通告千兆位链路能力。如果网络装置正通告千兆位链路能力，过程500继续到步骤520，其中网络测试装置以千兆位进行链接以验证该链路（例如，经由物理层217，如以上所讨论的）。如果该装置未正通告千兆位链路能力（例如，一（1）千兆位每秒（Gbps）的速率），过程500返回到步骤510，其中网络测试装置从测试网络接收数据。

一旦步骤520中网络测试装置进行链接并验证链路能力，步骤525中网络测试装置将所接收的数据的速率节流至较低速率（例如100兆位/秒（Mbs））。在步骤530中，网络测试装置在较低速率（例如100Mbs）下测试附加网络条件（例如经由MAC 216），例如网络连接性（例如，Ping、动态主机配置协议（DHCP）等）。该过程500随后可以结束于步骤545，或者，可以在步骤505处重启。

应注意的是，过程500中的某些步骤可以是可选的，并且此外，所示的步骤仅仅是用于说明的示例，并且如所期望的，可包括或排除某些其他步骤。此外，虽然示出了步骤的特定次序，该次序仅仅是说明性的，并且在不脱离本文中实施例的范围的情况下，可以利用步骤的任何适当布置。

本文所描述的系统、技术和过程，提供了改进的网络测试装置，其比传统的网络测试装置制造更廉价，并且包括更低成本的网络接口电路。这样的系统、技术和过程，通过提供经由物理层控制器(PHY)验证千兆位链路的网络测试装置以及一旦实现链路连接性，就节流数据速率以用于后续网络测试，从而支持较不复杂的介质访问控制器（MAC），来实现这些和其他需求。

尽管已经示出并描述了提供改进的网络测试装置的说明性实施例，但要理解的是，可以在本文中实施例的精神和范围内进行各种其他改编和修改。例如，已经示出和描述了与特定以太网协议有关的实施例。然而，实施例在其更广泛的意义上并不作为限制，并且实际上可以与各种其他类型的无线协议（例如，蓝牙、NFC技术等）一起使用。

前面的描述已被指向特定的实施例。然而，将显而易见的是，在达到其一些或所有优点的情况下，可以对所描述的实施例做出其他变型和修改。例如，明确预期的是，本文所描述的元件和/或单元可以被实现为软件，该软件被存储在具有计算机、硬件、固件或其组合上执行的程序指令的有形（非瞬时）计算机可读介质（例如磁盘/CD/等）上。因此，本描述将仅以示例的方式被进行，而不是否则限制本文中实施例的范围。因此，所附权利要求的目的是覆盖来自本文中实施例的真实精神和范围内的所有这些变型和修改。

Claims

1. 一种方法，包括：

从测试网络接收数据；

经由物理层控制器(PHY),基于所接收的数据来验证到所述测试网络的链路；

响应于第一条件，将来自所述测试网络的所接收的数据的速率节流至较低速率；以及

经由介质访问控制器在所述较低速率下处理所接收的数据。

2. 权利要求1所述的方法，其中所述第一条件是已验证的链路。

3. 权利要求1所述的方法，其中在所述较低速率下处理所接收的数据包括在所述较低速率下执行数据分组测试。

4. 权利要求1所述的方法，其中在所述较低速率下执行数据分组测试进一步包括执行Ping连接性测试和动态主机配置协议（DHCP）测试中的至少之一。

5. 权利要求1所述的方法，其中从所述测试网络接收数据包括从与所述测试网络可操作通信的四个双绞线介质连接接收数据。

6. 权利要求5所述的方法，其中节流所接收的数据的速率包括：经由所述四个双绞线介质连接中的两个，响应于已验证的链路，在较低速率下从所述测试网络接收数据。

7. 权利要求1所述的方法，其中MAC是100兆字节（Mb）控制器。

8. 权利要求1所述的方法，其中从所述测试网络接收数据包括在大约1千兆位每秒（Gbps）下从所述测试网络接收数据，其中所述较低速率包括大约100Mbs。

9. 权利要求1所述的方法，其中基于所接收的数据来验证到所述测试网络的链路包括在千兆位下链接MAC以验证所述链路。

10. 一种用于网络测试的设备，包括：

至少一个网络端口，其从测试网络接收数据；以及

一个或多个网络接口，其包括与所述网络端口可操作通信的物理层控制器（PHY）和介质访问控制器（MAC）；

处理器，其被耦合到所述网络接口，并被适配为执行一个或多个进程；以及

存储器，其被配置为存储由所述处理器可执行的指令，所述指令在由所述处理器执行时，使所述处理器：

经由所述至少一个网络接口从测试网络接收数据；

经由PHY,基于所接收的数据来验证到所述测试网络的链路；

响应于已验证的链路，将来自所述测试网络的所接收的数据的速率节流至较低速率；以及

经由MAC在所述较低速率下执行数据分组测试。

11. 权利要求10所述的设备，其中，所述指令在由所述处理器执行以执行数据分组测试时，进一步使所述处理器：

执行Ping连接性测试和动态主机配置协议（DHCP）测试中的至少之一。

12. 权利要求10所述的设备，其中所述指令在被执行以经由所述至少一个网络端口从测试网络接收数据时，进一步使所述处理器从与所述测试网络可操作通信的四个双绞线介质连接接收数据。

13. 权利要求12所述的设备，其中所述指令在被执行以响应于已验证的链路，将来自所述测试网络的所接收的数据的速率节流至所述较低速率时，进一步使所述处理器：

经由所述四个双绞线介质连接中的两个，在所述较低速率下从所述测试网络接收数据。

14. 权利要求13所述的设备，其中所述处理器在大约1千兆位每秒（Gbps）下从所述测试网络接收数据，其中所述较低速率包括大约100兆位/秒。

15. 一种有形、非瞬时、计算机可读介质，其具有在其上编码的软件，所述软件在由所述处理器执行时，可操作成：

从测试网络接收数据；

经由介质访问控制器(MAC)在所述较低速率下处理所接收的数据。

16. 权利要求15所述的计算机可读介质，其中所述第一条件是已验证的链路。

17. 权利要求15所述的计算机可读介质，其中所述软件在由所述处理器执行以在所述较低速率下处理所接收的数据时，进一步可操作成：

在所述较低速率下执行数据分组测试。

18. 权利要求17所述的计算机可读介质，其中所述软件在由所述处理器执行以在所述较低速率下执行数据分组测试时，进一步可操作成：

19. 权利要求17所述的计算机可读介质，其中所述软件在由所述处理器执行以从所述测试网络接收数据时，进一步可操作成：

从与所述测试网络可操作通信的四个双绞线介质连接接收数据。

20. 权利要求19所述的计算机可读介质，其中所述软件在由所述处理器执行以节流所接收的数据的速率时，进一步可操作成：

经由所述四个双绞线介质连接中的两个，响应于已验证的链路，在较低速率下从所述测试网络接收数据。