CN106375151A - 一种以太网误码测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以太网误码测试方法及系统，其中，以太网误码测试方法包括：通过以太网帧本身的结构传送发送端数据，并在接收端按系统约定的规则生成预期数据，然后将预期数据与接收到的数据进行逐比特对比，从而得出误码率信息。本发明通过以太网帧本身的数据结构和内容进行误码率测试，能够定量地测试出误码率信息。此外，本发明不受物理层芯片的限制，能够运行在以太网分层结构的MAC层或者以上层，具有广泛的适用范围。

Description

一种以太网误码测试方法及系统

技术领域

本发明属于网络通信领域，尤其涉及一种以太网误码测试方法及系统。

背景技术

在以太网测试中，有时候需要检测由传输过程引入的错误比特数来判断交换链路(包括物理线路和中间交换设备)质量。比如说发送端传输了一个1518字节的包，想在接收端检测收到的1518字节中有多少比特发生了错误，这就是通常所说的误码率测试。

如图1所示，在网络传输中，数据的传输要经过MAC层到达物理层，由物理层经过传输线路到达接收端的物理层，接收端的物理层再把数据上送到MAC，进而送到更上层进行处理。

理论上来说，误码测试由物理层的芯片来实现最为直观和完整，比如由发送端的物理层芯片发送符合特定规范的伪随机字节序列(PRBS)，接收端按相同的规则生成预期的字节序列并与接收到的字节序列逐比特比较，从而得出误码率。由于并不是所有的物理层芯片都支持误码率测试，因此该测试方法具有一定的局限性。

误码测试是对网络传输完整性进行测试的更精细的方案。在网络上传输的以太网帧都包含一个四字节的校验码来判断数据的完整性，发送方按循环冗余校验(CRC)的方法对以太网帧的全部内容进行计算，并将计算得到的4字节校验码添加在以太网帧的最后，称为帧校验序列(FCS)，如图2所示。接收方接收到以太网帧以后，对除最后四个字节外的其他数据进行相同的CRC计算，并将得到的结果与接收到的FCS进行对比，如果相同，则认为收到的包是完整的。如果不相同，则认为包传输过程中发生了错误。FCS的完整性检测方法只能定性指出包传输是否发生了错误而无法定量指出错误了多少比特。

另外一种进行误码检测的方法是由物理层芯片来进行。比如MARVELL公司的以太网物理层芯片Alaska 88E1510就可以进行误码率测试。这种方法有个缺陷，就是需要进行测试的发送方和接收方都要有支持误码测试的物理层芯片，在大多数情况下，这个条件是无法满足的。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种以太网误码测试方法，通过以太网帧本身的结构传送发送端数据，并在接收端按系统约定的规则生成预期数据，然后将预期数据与接收到的数据进行逐比特对比，从而得出误码率信息。

根据一个优选实施方式，发送数据帧中包含了发送端数据类型信息，接收端从接收到的数据帧解码出数据构造规则，从而按照相同的数据构造规则生成预期数据。

根据一个优选实施方式，以太网帧的净荷部分中包含控制块，所述控制块包括净荷类型和与该类型对应的附加信息。

根据一个优选实施方式，如果所述净荷类型为固定数据，所述附加信息中包含该固定字节的值；

如果所述净荷类型为递增数据，所述附加信息包含第一个数据V，净荷的后续字节为V+1，V+2……V+n；

如果所述净荷类型为随机数据，发送方和接收方具有相同的随机数生成器，所述控制块中携带有随机数生成器的起始值。

根据一个优选实施方式，所述控制块还包括校验值，在控制块校验值不对的情况下，其对应的数据帧被丢弃，从而保证控制块的传输完整性。

根据一个优选实施方式，发送数据帧中只包含用来做误码测试的数据本身而不包含类型信息，依靠系统配置发送方和接收方的寄存器，从而使发送方和接收方在数据类型上一致。

根据本发明的另一个方面，本发明还公开了一种以太网误码测试系统，其包括：

发送模块，用于发送测试信息，其中，通过以太网帧本身的结构传送发送端数据；

接收模块，用于接收测试信息，并且按系统约定的规则生成预期数据，然后将预期数据与接收到的数据进行逐比特对比，从而得出误码率信息。

根据一个优选实施方式，所述发送模块发送的数据帧中包含了发送端数据类型信息，所述接收模块从接收到的数据帧解码出数据构造规则，从而按照相同的数据构造规则生成预期数据。

根据一个优选实施方式，所述发送模块发送的数据帧中只包含用来做误码测试的数据本身而不包含类型信息，依靠系统配置发送模块和接收模块的寄存器，从而使所述发送模块和所述接收模块在数据类型上一致。

本发明具有以下有益技术效果：

本发明通过以太网帧本身的数据结构和内容进行误码率测试，能够定量地测试出误码率信息。此外，本发明不受物理层芯片的限制，能够运行在以太网分层结构的MAC层或者以上层，具有较广泛的适用范围。

附图说明

图1是以太网帧传输分层结构示意图；

图2是FCS对以太网帧进行校验的结构示意图；

图3是本发明中使用以太网帧进行误码率测试的数据帧结构示意图；

图4是本发明的另一个实施例中的数据帧结构示意图；

图5是以太网误码测试系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，所描述的实施例仅为本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的以太网误码测试方法运行在以太网分层结构的MAC层或者以上，通过以太网帧本身的结构传送发送端数据，并在接收端按系统约定的规则生成预期数据，然后将预期数据与接收到的数据进行逐比特对比，从而得出误码率信息。具体地，该方法包括以下步骤：S1，发送端发送信息，其中，通过以太网帧本身的结构传送发送端数据。S2，接收端根据按系统约定的规则生成预期数据。S3，接收端将预期数据与接收到的数据进行逐比特对比，从而得出误码率信息。

接收端根据按系统约定的规则生成预期数据具体是指，接收端按照以下两种方法构造生成预期数据：1、发送数据帧中包含了发送端数据类型信息，接收端从接收到的数据帧解码出数据构造规则；2、发送数据帧中只包含用来做误码测试的数据本身而不包含类型信息，依靠系统配置发送端和接收端来达到对数据类型的同步。

优选地，本方法运行在MAC层，即，本实施例中的数据帧处在网络层次结构的2层。如图3所示，以太网帧的结构依次为6字节目的MAC，6字节源MAC，2字节长度，然后是以太网帧的净荷部分。在净荷部分中包含一个小的自定义结构，称为控制块。在这个控制块中，包含了净荷的类型和与该类型对应的附加信息。比如，净荷可以是固定数据，递增数据或者随机数据。

如果净荷类型是固定数据，那么附加信息中应该包含该固定字节的值。如果净荷类型为递增数据，那么附加信息包含第一个数据V，净荷的后续字节为V+1，V+2……V+n。其中，n为大于或等于2的自然数。如果净荷类型为随机数据，那么发送方和接收方必须具有一个相同的随机数生成器，并且控制块中携带有随机数生成器的起始值或者其他双方约定好的随机数生成信息。控制块中的信息应该保证接收方能正确生成预期的字节序列以进行逐比特比较。

优选地，控制块还包括校验值，在控制块校验值不对的情况下，其对应的数据帧被丢弃，不用做误码率测试。这样，通过检验校验值保证了控制块的传输完整性，从而提高了误码测试的准确性。

需要说明的是，本发明的方法不限于前述实施例中的2层以太网帧，也可以应用于其他3层或者更高层次的网络包。优选地，发送随机字节作为净荷内容，并且以太网帧的长度也是随机的话，测试的效果最佳。

如图4所示，在另外一种可选的实施方式中，以太网帧中本身不包含用来做误码测试的数据类型信息，而是靠系统配置发送方和接收方的寄存器，使收发双方在数据类型上达成一致。这样做的好处是不占用以太网的帧结构用来传输控制信息。同样地，本方法也不限于2层以太网帧，其他3层或者更高层次的网络包也是可以的。

如图5所示，本发明还公开了一种以太网误码测试系统，其包括：

发送模块，用于发送测试信息，其中，通过以太网帧本身的结构传送发送端数据；

接收模块，用于接收测试信息，并且按系统约定的规则生成预期数据，然后将预期数据与接收到的数据进行逐比特对比，从而得出误码率信息。具体地，接收模块包括预期数据生成单元和比较测试单元。其中，预期数据生成单元用于识别测试信息，并且根据相同的数据构造规则生成预期数据。比较测试单元用于将预期数据与接收到的数据进行逐比特对比，以得出误码率测试结果。

若发送模块发送的数据帧中包含了发送端数据类型信息，接收模块从接收到的数据帧解码出数据构造规则，从而按照相同的数据构造规则生成预期数据。

若发送模块发送的数据帧中只包含用来做误码测试的数据本身而不包含类型信息，则依靠系统配置发送模块和接收模块的寄存器，从而使发送模块和接收模块在数据类型上一致。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种以太网误码测试方法，其特征在于，通过以太网帧本身的结构传送发送端数据，并在接收端按系统约定的规则生成预期数据，然后将预期数据与接收到的数据进行逐比特对比，从而得出误码率信息。

2.如权利要求1所述的以太网误码测试方法，其特征在于，发送数据帧中包含了发送端数据类型信息，接收端从接收到的数据帧解码出数据构造规则，从而按照相同的数据构造规则生成预期数据。

3.如权利要求2所述的以太网误码测试方法，其特征在于，以太网帧的净荷部分中包含控制块，所述控制块包括净荷类型和与该类型对应的附加信息。

4.如权利要求3所述的以太网误码测试方法，其特征在于，如果所述净荷类型为固定数据，所述附加信息中包含该固定字节的值；

如果所述净荷类型为递增数据，所述附加信息包含第一个数据V，净荷的后续字节为V+1，V+2……V+n；

如果所述净荷类型为随机数据，发送方和接收方具有相同的随机数生成器，所述控制块中携带有随机数生成器的起始值。

5.如权利要求3或4所述的以太网误码测试方法，其特征在于，所述控制块还包括校验值，在控制块校验值不对的情况下，其对应的数据帧被丢弃，从而保证控制块的传输完整性。

6.如权利要求1所述的以太网误码测试方法，其特征在于，发送数据帧中只包含用来做误码测试的数据本身而不包含类型信息，依靠系统配置发送方和接收方的寄存器，从而使发送方和接收方在数据类型上一致。

7.一种以太网误码测试系统，其特征在于，包括：

发送模块，用于发送测试信息，其中，通过以太网帧本身的结构传送发送端数据；

接收模块，用于接收测试信息，并且按系统约定的规则生成预期数据，然后将预期数据与接收到的数据进行逐比特对比，从而得出误码率信息。

8.如权利要求7所述的以太网误码测试系统，其特征在于，所述发送模块发送的数据帧中包含了发送端数据类型信息，所述接收模块从接收到的数据帧解码出数据构造规则，从而按照相同的数据构造规则生成预期数据。

9.如权利要求7所述的以太网误码测试系统，其特征在于，所述发送模块发送的数据帧中只包含用来做误码测试的数据本身而不包含类型信息，依靠系统配置发送模块和接收模块的寄存器，从而使所述发送模块和所述接收模块在数据类型上一致。