CN106936664A - 软件定义网络路径性能测试装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种软件定义网络路径性能测试装置和方法。该装置包括匹配字段分配模块、数据报文产生模块、数据报文匹配模块、时间信息记录模块，本发明还公布了一种软件定义网络测试装置。采用本发明能够在无特殊测量协议和时钟同步装置的情况下，实现数据报文准确识别和每个测试接入点时钟高度同步，以保证传输性能测试结果的精确性。

Description

软件定义网络路径性能测试装置和方法
技术领域
本发明涉及一种网络路径性能测试装置和方法，具体地，涉及一种软件定义网络路径性能测试装置和方法。
背景技术
软件定义网络(SDN)将传统网络中分布式的控制平面剥离了出来，放到了逻辑上集中式的控制器中，这使得网络状态可以直接通过对话控制器而获得；而由于其可编程的特性，我们可以轻松地实现对所有网络设备的统一管理，同时还可以根据自身的需求，开发一些新的功能，比如网络诊断。然而SDN还处于发展的初期，目前也仅仅只有一种广泛应用的实现(OpenFlow)，而控制器的性能不足问题以及网络设备的兼容问题导致了还没有真正商用的SDN环境。同时，针对SDN的研究和应用还处于活跃的上升期，暂时还没有成熟的技术去支撑类似传统网络中的各种网络应用，因此也没有很多针对SDN的网络诊断工具。
IP网络的经验表明，网络端到端路径性能是网络中最重要的指标之一，而获取其性能参数的主要手段是主动测量。主动测量通过向路径源端发送测试报文，然后观察分析测试报文在网络传输过程中产生的变化，从而推测出网络状态和相关性能参数。这种主动注入测试报文并跟踪分组真实路由的测量方式更能反映问题真实情况。然而，SDN目前缺乏实用的主动测量机制和方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种软件定义网络路径性能测试装置的测试方法，能够在无特殊测量协议和时钟同步装置的情况下，实现数据报文准确识别和每个测试接入点时钟高度同步，以保证传输性能测试结果的精确性。
根据本发明的一个方面，提供一种软件定义网络路径性能测试装置，该测试装置包括：
匹配字段分配模块：用于为软件定义网络路径中的测试数据报文设定匹配字段；
数据报文产生模块：用于产生已设定匹配字段的测试数据报文并进行发送；
数据报文匹配模块：用于对接收的数据报文特征字段进行匹配，以确定是否为测试数据报文；
时间信息记录模块：用于记录测试数据报文到达接入点时的时间信息；
传输性能计算模块：用于根据各记录时间信息计算出各节点或路径的传输性能结果。
优选地，所述软件定义网络路径包括起始SDN转发设备、中间SDN转发设备和终点SDN转发设备；
所述数据报文产生模块具体用于向起始SDN转发设备入口发送具备匹配特征的测试数据报文，所述测试数据报文以协议类型和地址信息为特征字段，传输目标节点为终点SDN转发设备；
所述数据报文匹配模块和时间信息记录模块具体用于从中间SDN转发设备入口获取到达的数据报文，所述数据报文具有特征字段时立即记录时间信息；从终点SDN转发设备入口和出口获取到达的数据报文，所述数据报文具有特征字段时立即记录时间信息。
优选地，所述传输性能计算模块用于通过获取被测中间SDN转发设备入口的时间信息和下一中间SDN转发设备入口的时间信息可计算出被测中间SDN转发设备的传输性能。
优选地，所述传输性能计算模块用于通过获取指定中间SDN转发设备入口的时间信息和另一指定中间SDN转发设备入口的时间信息可计算出该两设备间的路径传输性能。
优选地，所述匹配字段分配模块用于如果实现多条传输路径的同一类测试，则可为多条路径设置相同的匹配字段；如果在同一传输路径实现不同测试，则需为每类测试数据报文设置不相同的字段规则。
本发明还提供了一种软件定义网络路径性能测试方法，该方法包括以下步骤：
根据预设匹配字段识别软件定义网络路径中各节点的数据报文；
从被识别的数据报文中获取时间戳信息或记录达到时间信息；
根据所获取的节点时间信息计算各设备节点或某段路径的传输性能。
优选地，所述软件定义网络路径包括起始SDN转发设备、中间SDN转发设备和终点SDN转发设备；
所述根据所获取的节点时间信息计算各设备节点或某段路径的传输性能的方法具体包括：
向起始SDN转发设备入口发送具备匹配特征的测试数据报文，所述测试数据报文以协议类型和地址信息为特征字段，传输目标节点为终点SDN转发设备；
从中间SDN转发设备入口获取到达的数据报文，所述数据报文具有特征字段时立即记录时间信息；
从终点SDN转发设备入口和出口获取到达的数据报文，所述数据报文具有特征字段时立即记录时间信息。
优选地，所述软件定义网络路径性能测试方法通过获取被测中间SDN转发设备入口的时间信息和下一中间SDN转发设备入口的时间信息可计算出该设备的传输性能。
优选地，所述软件定义网络路径性能测试方法通过获取指定中间SDN转发设备入口的时间信息和另一指定中间SDN转发设备入口的时间信息可计算出该两设备间的路径传输性能。
优选地，所述软件定义网络路径性能测试方法如果实现多条传输路径的同一类测试，则可为多条路径设置相同的匹配字段；如果在同一传输路径实现不同测试，则需为每类测试数据报文设置不相同的字段规则。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：能够在无特殊测量协议和时钟同步装置的情况下，实现数据报文准确识别和每个测试接入点时钟高度同步，以保证传输性能测试结果的精确性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明实例中的测试装置组成图。
图2是本发明实例中的单路径测试示意图。
图3是本发明实例中的多路径测试示意图。
图4是本发明提供的软件定义网络路径性能测试方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明实施例提供的软件定义网络路径性能测试装置包括：
匹配字段分配模块：用于为软件定义网络路径中的测试数据报文设定匹配字段；
数据报文产生模块：用于产生已设定匹配字段的测试数据报文并进行发送；
数据报文匹配模块：用于对接收的数据报文特征字段进行匹配，以确定是否为测试数据报文；
时间信息记录模块：用于记录测试数据报文到达接入点时的时间信息；
传输性能计算模块：用于根据各记录时间信息计算出各节点或路径的传输性能结果。
所述软件定义网络路径包括起始SDN转发设备、中间SDN转发设备和终点SDN转发设备；
所述数据报文产生模块具体用于向起始SDN转发设备入口发送具备匹配特征的测试数据报文，所述测试数据报文以协议类型和地址信息为特征字段，传输目标节点为终点SDN转发设备；
所述数据报文匹配模块和时间信息记录模块具体用于从中间SDN转发设备入口获取到达的数据报文，所述数据报文具有特征字段时立即记录时间信息；从终点SDN转发设备入口和出口获取到达的数据报文，所述数据报文具有特征字段时立即记录时间信息。
所述传输性能计算模块用于通过获取被测中间SDN转发设备入口的时间信息和下一中间SDN转发设备入口的时间信息可计算出被测中间SDN转发设备的传输性能。
所述传输性能计算模块用于通过获取指定中间SDN转发设备入口的时间信息和另一指定中间SDN转发设备入口的时间信息可计算出该两设备间的路径传输性能。
所述匹配字段分配模块具体用于如果实现多条传输路径的同一类测试，则可为多条路径设置相同的匹配字段；如果在同一传输路径实现不同测试，则需为每类测试数据报文设置不相同的字段规则。
图4所示，本发明提供的软件定义网络路径性能测试方法包括以下步骤：
步骤一，根据预设匹配字段识别软件定义网络路径中各节点的数据报文；
步骤二，从被识别的数据报文中获取时间戳信息或记录达到时间信息；
步骤三，根据所获取的节点时间信息计算各设备节点或某段路径的传输性能。
通过图4所示的方法，能够在无特殊测量协议和时钟同步装置的情况下，实现数据报文准确识别和每个测试接入点时钟高度同步，以保证传输性能测试结果的精确性。
所述软件定义网络路径包括起始SDN转发设备、中间SDN转发设备和终点SDN转发设备；
所述根据所获取的节点时间信息计算各设备节点或某段路径的传输性能的方法具体包括：
向起始SDN转发设备入口发送具备匹配特征的测试数据报文，所述测试数据报文以协议类型和地址信息为特征字段，传输目标节点为终点SDN转发设备；
从中间SDN转发设备入口获取到达的数据报文，所述数据报文具有特征字段时立即记录时间信息；
从终点SDN转发设备入口和出口获取到达的数据报文，所述数据报文具有特征字段时立即记录时间信息。
所述软件定义网络路径性能测试方法通过获取被测中间SDN转发设备入口的时间信息和下一中间SDN转发设备入口的时间信息可计算出该设备的传输性能。
所述软件定义网络路径性能测试方法通过获取指定中间SDN转发设备入口的时间信息和另一指定中间SDN转发设备入口的时间信息可计算出该两设备间的路径传输性能。
所述软件定义网络路径性能测试方法如果实现多条传输路径的同一类测试，则可为多条路径设置相同的匹配字段；如果在同一传输路径实现不同测试，则需为每类测试数据报文设置不相同的字段规则。
如图2所示，本发明的较佳的实施例中，对软件定义网络节点和路径传输性能进行测试，但不仅限于该测试项目，其包括以下步骤：
(1)预留四个端口用于测试，指定A端口为测试数据报文发送端口，指定B端口为中间SDN转发设备的入口接收端，指定C端口为终点SDN转发设备的入口接收端，指定D端口为终点SDN转发设备的出口接收端。
(2)配置测试数据报文发送端口(A端口)：测试数据报文配置如下，源MAC设为固定值、目的MAC设为广播地址、IP协议设为指定协议(被测协议)、源IP地址设为固定值、目的IP设为固定值，其他字段设为固定值。
(3)配置测试数据报文接收端口(B端口)：将源IP地址和协议类型设为过滤条件，其他字段不设为过滤条件，并设置源IP地址和IP协议为“与”规则，将中间SDN转发设备入口镜像到B端口。
(4)配置测试数据报文接收端口(C端口)：将源IP地址和协议类型设为过滤条件，其他字段不设为过滤条件，并设置源IP地址和IP协议为“与”规则，将终点SDN转发设备入口镜像到C端口。
(5)配置测试数据报文接收端口(D端口)：将源IP地址和协议类型设为过滤条件，其他字段不设为过滤条件，并设置源IP地址和IP协议为“与”规则，将终点SDN转发设备出口镜像到D端口。
(6)测试数据报文发送端口(A端口)预先按照源IP地址绑定源MAC地址进行地址学习。
(7)启动测试数据报文发送和接收，当端口B、C、D一旦匹配到数据报文则立即记录时间信息并进行回传。
(9)通过端口B和端口C的时间信息可计算中间SDN转发设备的传输性能，通过端口A和端口D的时间信息可以计算出整个路径的传输性能。
如图3所示，可实现多路径的传输性能并行测试，测试基本步骤同单路径测试方法。
综上所述，本发明实现了在软件定义网络中，测试装置通过产生和发送具有匹配字段的测试报文，并通过在各节点匹配具有匹配字段的数据报文，同时记录时间信息，最终计算出节点传输性能或路径传输性能。且能够在无特殊测量协议和时钟同步装置的情况下，实现数据报文准确识别和每个测试接入点时钟高度同步，以保证传输性能测试结果的精确性。同时，可以根据具体需求，测量出某个节点或某段路径的传输性能，具有相当的灵活性和准确性。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种软件定义网络路径性能测试装置，其特征在于，其包括：
匹配字段分配模块：用于为软件定义网络路径中的测试数据报文设定匹配字段；
数据报文产生模块：用于产生已设定匹配字段的测试数据报文并进行发送；
数据报文匹配模块：用于对接收的数据报文特征字段进行匹配，以确定是否为所需测试数据报文；
时间信息记录模块：用于记录测试数据报文到达接入点时的时间信息；
传输性能计算模块：用于根据各记录时间信息计算出各节点或路径的传输性能结果。
2.根据权利要求1所述的软件定义网络路径性能测试装置，其特征在于，所述软件定义网络路径包括起始SDN转发设备、中间SDN转发设备和终点SDN转发设备；
所述数据报文产生模块具体用于向起始SDN转发设备入口发送具备匹配特征的测试数据报文，所述测试数据报文以协议类型和地址信息为特征字段，传输目标节点为终点SDN转发设备；
所述数据报文匹配模块和时间信息记录模块具体用于从中间SDN转发设备入口获取到达的数据报文，所述数据报文具有特征字段时立即记录时间信息；从终点SDN转发设备入口和出口获取到达的数据报文，所述数据报文具有特征字段时立即记录时间信息。
3.根据权利要求1所述的软件定义网络路径性能测试装置，其特征在于，所述传输性能计算模块用于通过获取被测中间SDN转发设备入口的时间信息和下一中间SDN转发设备入口的时间信息可计算出被测中间SDN转发设备的传输性能。
4.根据权利要求1所述的软件定义网络路径性能测试装置，其特征在于，所述传输性能计算模块用于通过获取指定中间SDN转发设备入口的时间信息和另一指定中间SDN转发设备入口的时间信息可计算出该两设备间的路径传输性能。
5.根据权利要求1所述的软件定义网络路径性能测试装置，其特征在于，所述匹配字段分配模块用于如果实现多条传输路径的同一类测试，则可为多条路径设置相同的匹配字段；如果在同一传输路径实现不同测试，则需为每类测试数据报文设置不相同的字段规则。
6.一种软件定义网络路径性能测试方法，其特征在于，所述软件定义网络路径性能测试方法包括以下步骤：
根据预设匹配字段识别软件定义网络路径中各节点的数据报文；
从被识别的数据报文中获取时间戳信息或记录达到时间信息；
根据所获取的节点时间信息计算各设备节点或某段路径的传输性能。
7.根据权利要求6所述的软件定义网络路径性能测试方法，其特征在于，所述软件定义网络路径包括起始SDN转发设备、中间SDN转发设备和终点SDN转发设备；
所述根据所获取的节点时间信息计算各设备节点或某段路径的传输性能的方法具体包括：
向起始SDN转发设备入口发送具备匹配特征的测试数据报文，所述测试数据报文以协议类型和地址信息为特征字段，传输目标节点为终点SDN转发设备；
从中间SDN转发设备入口获取到达的数据报文，所述数据报文具有特征字段时立即记录时间信息；
从终点SDN转发设备入口和出口获取到达的数据报文，所述数据报文具有特征字段时立即记录时间信息。
8.根据权利要求6所述的软件定义网络路径性能测试方法，其特征在于，所述软件定义网络路径性能测试方法通过获取被测中间SDN转发设备入口的时间信息和下一中间SDN转发设备入口的时间信息可计算出该设备的传输性能。
9.根据权利要求6所述的软件定义网络路径性能测试方法，其特征在于，所述软件定义网络路径性能测试方法通过获取指定中间SDN转发设备入口的时间信息和另一指定中间SDN转发设备入口的时间信息可计算出该两设备间的路径传输性能。
10.根据权利要求6所述的软件定义网络路径性能测试方法，其特征在于，所述软件定义网络路径性能测试方法如果实现多条传输路径的同一类测试，则可为多条路径设置相同的匹配字段；如果在同一传输路径实现不同测试，则需为每类测试数据报文设置不相同的字段规则。
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