CN107395455A - 一种智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法及测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了种智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法及测试仪，所述方法包括：网络测试仪向被测网络交换机发送数据帧进行测试，并记录网络测试仪的第一次数据接收情况；在所述被测网络交换机的端口分别开启广播风暴抑制、组播过滤、未知单播过滤之后，网络测试仪向被测网络交换机发送广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流，并记录网络测试仪的第二次数据接收情况；根据所述第一次数据接收情况和第二次数据接收情况确定所述被测网络交换机的网络风暴抑制能力，实现了通过本方法能够对智能变电站网络交换机进行网络风暴测试的技术效果。

Description

一种智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法及测试仪

技术领域

本发明涉及电力控制领域，具体地，涉及一种智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法及测试仪。

背景技术

智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。

通信技术是变电站自动化系统信息传输的基础，所采用的技术必须满足变电站内通讯网络传输时间的要求。为保证过程层信息传输的实时性、可靠性、安全性，在智能变电站内一般是将站控层和过程层分网传输。而普通的交换机因为不能实现网管的配置应用，即使在智能变电站的站控层中也很少有应用。因此，在过程层网络设备的选用上，出现了工业级、高性能的智能变电站网络交换机。

智能变电站根据IEC 61850进行协议通信，多采用典型的“三层两网”分层式组网结构。这种结构的引入，使智能变电站保护和测控的输入和输出数据均通过过程层网络传输。但以太网的固有缺点也给站内系统的性能和安全带来风险，容易引起网络风暴。

网络风暴不仅会引发系统大面积断网、网络堵塞等状况，还会给过程层中所有组网设备造成冲击，导致其网卡接收缓冲区溢出，大量占用CPU资源，造成各组网设备软件程序死机或重启。

由于目前针对交换机的功能及性能测试方法都是针对传统交换机所设计，相关的技术标准也是针对传统交换机所提出，不符合电力系统中智能变电站网络交换机的应用条件，更不能满足测试智能变电站过程层的应用需求。

发明内容

本发明提供了一种智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法及测试仪，解决了现有的交换机的功能及性能测试方法无法对智能变电站网络交换机进行测试的技术问题，实现了通过本方法能够对智能变电站网络交换机进行网络风暴测试的技术效果。

为实现上述目的，本申请一方面提供了一种智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法，所述方法包括：

网络测试仪向被测网络交换机发送数据帧进行测试，并记录网络测试仪的第一次数据接收情况；

在所述被测网络交换机的端口分别开启广播风暴抑制、组播过滤、未知单播过滤之后，网络测试仪向被测网络交换机发送广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流，并记录网络测试仪的第二次数据接收情况；

根据所述第一次数据接收情况和第二次数据接收情况确定所述被测网络交换机的网络风暴抑制能力。

进一步的，网络测试仪的测试口与被测网络交换机的端口一一对应连接。

进一步的，所述网络测试仪包括多个测试口，所述多个测试口中的至少一个测试口作为主测试口向其他测试口发送数据帧。

进一步的，所述记录网络测试仪的第一次数据接收情况为记录所述其他测试口的第一次数据接收情况。

进一步的，所述网络测试仪向被测网络交换机发送的广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流均为所述主测试口构造生成。

进一步的，所述主测试口向其他测试口发送数据帧为所述主测试口向每个所述其他测试口同时发送广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流。

进一步的，所述被测网络交换机包括至少3个端口，所述被测网络交换机的端口分别开启广播风暴抑制、组播过滤、未知单播过滤为所述被测网络交换机端口2开启广播风暴抑制，被测网络交换机端口3开启组播过滤，被测网络交换机端口4开启未知单播过滤功能。

进一步的，所述广播风暴抑制比为10％，所述组播过滤抑制比为20％，所述未知单播过滤抑制比为30％。

进一步的，当同时满足以下条件时确定所述被测网络交换机的网络风暴的抑制功能合格：

第一个条件：第一次数据接收情况中网络测试仪所有测试口均接收到数据且不丢失数据；

第二个条件：第二次数据接收情况中网络测试仪每个测试口数据丢失率在预设范围内。

另一方面，本申请还提供了一种网络测试仪，包括：

第一发送单元，用于向被测网络交换机发送数据帧进行测试，并记录第一次数据接收情况；

第二发送单元，用于在被测网络交换机的端口分别开启广播风暴抑制、组播过滤、未知单播过滤之后，向被测网络交换机发送广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流，并记录第二次数据接收情况；

确定单元，用于根据所述第一次数据接收情况和第二次数据接收情况确定被测网络交换机的网络风暴抑制能力。

其中，网络测试仪具体的工作过程为：第一发送单元首先向被测网络交换机发送数据帧进行测试，并记录网络测试仪的第一次数据接收情况；第二发送单元在被测网络交换机的端口分别开启广播风暴抑制、组播过滤、未知单播过滤之后，向被测网络交换机发送广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流，并记录网络测试仪的第二次数据接收情况；确定单元根据所述第一次数据接收情况和第二次数据接收情况确定被测网络交换机的网络风暴抑制能力，通过本申请中的网络测试仪解决了现有的交换机的功能及性能测试方法无法对智能变电站网络交换机进行测试的技术问题，实现了通过本网络测试仪能够对智能变电站网络交换机进行网络风暴测试的技术效果。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

解决了现有的交换机的功能及性能测试方法无法对智能变电站网络交换机进行测试的技术问题，实现了通过本方法能够对智能变电站网络交换机进行网络风暴测试的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是本申请中智能变电站网络交换机的网络风暴测试示意图；

图2是本申请中网络测试仪的组成示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法及测试仪，解决了现有的交换机的功能及性能测试方法无法对智能变电站网络交换机进行测试的技术问题，实现了通过本方法能够对智能变电站网络交换机进行网络风暴测试的技术效果。

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一、

本申请实施例提供的智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法，可以包括如下步骤：

网络测试仪向被测网络交换机发送数据帧进行测试，并记录网络测试仪的第一次数据接收情况；

在所述被测网络交换机的端口分别开启广播风暴抑制、组播过滤、未知单播过滤之后，网络测试仪向被测网络交换机发送广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流，并记录网络测试仪的第二次数据接收情况；

根据所述第一次数据接收情况和第二次数据接收情况确定所述被测网络交换机的网络风暴抑制能力。

实施中，网络测试仪的测试口与被测网络交换机的端口可以一一对应连接；

网络测试仪可以包括多个测试口，所述多个测试口中的至少一个测试口可以作为主测试口向其他测试口发送数据帧。

假设网络测试仪包括4个测试口，被测网络交换机包括4个端口，本申请在实施的过程可以如下所示：

首先，将网络测试仪与被测网络交换机连接；

然后，网络测试仪测试口1向被测网络交换机测试口2、测试口3和测试口4线速发送数据帧，帧长设为随机帧长，测试时间30s；

检测端口负载是否为100％，即网络测试仪线速发送随机帧长的数据帧，通过测试口的接受率以测试被测元件的数据通过量是否为100％，由此可以确认未开启风暴抑制功能时，数据帧可全数通过智能交换机进行交换；

然后，网络测试仪记录其测试口2、测试口3和测试口4的数据接收情况；

然后，被测网络交换机的端口分别开启广播风暴抑制、组播过滤、未知单播过滤；

然后，网络测试仪构造3条数据流，分别为广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流；

然后，网络测试仪向被测网络交换机发送上述3条数据流，并第二次记录网络测试仪的数据接收情况。

实施中，记录网络测试仪的第一次数据接收情况可以为记录所述其他测试口的第一次数据接收情况；

实施中，网络测试仪可以向被测网络交换机发送的广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流均可以由所述主测试口构造生成；

实施中，主测试口向其他测试口发送数据帧可以为所述主测试口向每个所述其他测试口同时发送广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流；

被测网络交换机可以包括至少3个端口，所述被测网络交换机的端口分别开启广播风暴抑制、组播过滤、未知单播过滤为所述被测网络交换机端口2开启广播风暴抑制，被测网络交换机端口3开启组播过滤，被测网络交换机端口4开启未知单播过滤功能。

进一步的，被测网络交换机端口2可以开启广播风暴抑制，抑制比可以为10％；被测网络交换机端口3可以开启组播过滤，抑制比可以为20％；被测网络交换机端口4可以开启未知单播过滤功能，抑制比可以为30％。

进一步的，网络测试仪测试口1构造3条数据流，分别为广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流，且各10％。10％广播帧数据流即：包含10％广播帧的数据流，因为开启了广播抑制(如果是10％的话)以后，这里面的广播帧应当全部被抑制(即过滤、抛弃)。

进一步的，网络测试仪测试口1同时向测试口2、测试口3、测试口4发送上述3条数据流，测试时间30s。因为要分别测试广播抑制、组播抑制、未知单播抑制，不可以混在一起测。比如开了广播抑制的，则要看它过滤了广播抑制，同时并不是说还会把组播、未知单播的给抑制了，它是只抑制广播的，且抑制的数量是10％。

进一步的，所述方法还包括步骤6：基于第一次和第二次网络测试仪的数据接收情况判断出被测网络交换机的网络风暴的抑制功能情况。

进一步的，当同时满足以下条件时被测网络交换机的网络风暴的抑制功能合格：

第一个条件：第一次记录网络测试仪的数据接收情况中网络测试仪测试口2、测试口3和测试口4均接收到数据且不丢失数据；

第二个条件：第二次记录网络测试仪的数据接收情况中网络测试仪测试口2丢失10％数据，测试口3丢失10％数据，测试口4丢失10％数据。保证小于抑制比的流量通过，本申请实施例设置了10％、20％、30％的抑制比，发送了10％的数据流，因此数据流是比抑制比小的，必须都被抑制，小于的话不正常；大于的话，说明它抑制多了(因为特定数据流就10％)，说明它还多抑制了别的。前文说明还有提到应用情况：交换机网络风暴实际抑制结果不应超过抑制设定值的110％。

实施例二、

请参考图1，本申请提供了一种智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法，以解决对智能变电站交换机的网络风暴抑制功能的测试问题。

本发明实施例可以这样实现的，一种智能变电站网络风暴的抑制方法，所述方法可以包括如下步骤：

交换机可以支持广播风暴抑制、组播风暴抑制和未知单播风暴抑制功能。本发明实施例中可以默认设置广播风暴抑制功能开启。

网络测试仪线速发送随机帧长的数据帧，通过测试口的接受率以测试被测元件的数据通过量是否为100％。

分别设置广播风暴抑制、组播风暴抑制和未知单播风暴抑制的抑制比，网络测试仪分别构造发布不同比例的数据流，通过测试仪端口数据丢失率以判断被测元件的抑制功能。

抑制比为允许指定数据流的通过流量与端口线速流量的比率，交换机网络风暴实际抑制结果不应超过抑制设定值的110％。

测试被测设备对网络风暴的抑制功能。

a)测试步骤：

1)按图1搭建测试环境；

2)网络测试仪测试口1向测试口2、测试口3和测试口4线速发送数据帧，帧长设为随机帧长，测试时间30s；

3)记录网络测试仪测试口2、测试口3和测试口4的数据接收情况；

4)被测设备端口2开启广播风暴抑制，抑制比为10％；被测设备端口3开启组播过滤，抑制比为20％；被测设备端口4开启未知单播过滤功能，抑制比为30％；

5)网络测试仪测试口1构造3条数据流，分别为数据流1(广播帧)、数据流2(组播帧)、数据流3(未知单播帧)，且各10％；

6)网络测试仪测试口1同时向测试口2、测试口3、测试口4发送上述3条测试流，共9条数据流，测试时间30s；

记录网络测试仪测试口数据接收情况。

b)预期结果：

1)步骤3)中网络测试仪测试口2、测试口3和测试口4均接收到数据且不丢失数据；

2)步骤7)中网络测试仪测试口2丢失10％数据，测试口3丢失10％数据，测试口4丢失10％数据。

实施例三、

基于同一发明构思，本申请还提供了一种网络测试仪，由于这些设备解决技术问题的原理与一种智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法相似，因此这些设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

请参考图2，本申请实施例中的网络测试仪，可以包括：

第一发送单元，所述第一发送单元用于向被测网络交换机发送数据帧进行测试，并记录网络测试仪的第一次数据接收情况；

第二发送单元，所述第二发送单元用于在被测网络交换机的端口分别开启广播风暴抑制、组播过滤、未知单播过滤之后，向被测网络交换机发送广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流，并记录网络测试仪的第二次数据接收情况；

确定单元，所述确定单元用于根据所述第一次数据接收情况和第二次数据接收情况确定被测网络交换机的网络风暴抑制能力。

实施中，网络测试仪的测试口与被测网络交换机的端口一一对应连接。

实施中，所述网络测试仪可以包括多个测试口，所述多个测试口中的至少一个测试口作为主测试口向其他测试口发送数据帧。

实施中，第一发送单元，用于向被测网络交换机发送数据帧进行测试，并记录网络测试仪的所述其他测试口的第一次数据接收情况。

实施中，所述网络测试仪的所述主测试口构造用于向被测网络交换机发送的广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流。

实施中，所述网络测试仪的主测试口向每个所述其他测试口同时发送广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流。

实施中，所述被测网络交换机包括至少3个端口，所述被测网络交换机的端口分别开启广播风暴抑制、组播过滤、未知单播过滤为所述被测网络交换机端口2开启广播风暴抑制，被测网络交换机端口3开启组播过滤，被测网络交换机端口4开启未知单播过滤功能。

其中，所述广播风暴抑制比为10％，所述组播过滤抑制比为20％，所述未知单播过滤抑制比为30％。

实施中，当同时满足以下条件时确定所述被测网络交换机的网络风暴的抑制功能合格：

第一个条件：第一次数据接收情况中网络测试仪所有测试口均接收到数据且不丢失数据；

第二个条件：第二次数据接收情况中网络测试仪每个测试口数据丢失率在预设范围内。

为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法，其特征在于，所述方法包括：

网络测试仪向被测网络交换机发送数据帧进行测试，并记录网络测试仪的第一次数据接收情况；

在所述被测网络交换机的端口分别开启广播风暴抑制、组播过滤、未知单播过滤之后，网络测试仪向被测网络交换机发送广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流，并记录网络测试仪的第二次数据接收情况；

根据所述第一次数据接收情况和第二次数据接收情况确定所述被测网络交换机的网络风暴抑制能力。

2.根据权利要求1所述的智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法，其特征在于，网络测试仪的测试口与被测网络交换机的端口一一对应连接。

3.根据权利要求1所述的智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法，其特征在于，所述网络测试仪包括多个测试口，所述多个测试口中的至少一个测试口作为主测试口向其他测试口发送数据帧。

4.根据权利要求3所述的智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法，其特征在于，所述记录网络测试仪的第一次数据接收情况为记录所述其他测试口的第一次数据接收情况。

5.根据权利要求3所述的智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法，其特征在于，所述网络测试仪向被测网络交换机发送的广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流均为所述主测试口构造生成。

6.根据权利要求3所述的智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法，其特征在于，所述主测试口向其他测试口发送数据帧为所述主测试口向每个所述其他测试口同时发送广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流。

7.根据权利要求1所述的智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法，其特征在于，所述被测网络交换机包括至少3个端口，所述被测网络交换机的端口分别开启广播风暴抑制、组播过滤、未知单播过滤为所述被测网络交换机端口2开启广播风暴抑制，被测网络交换机端口3开启组播过滤，被测网络交换机端口4开启未知单播过滤功能。

8.根据权利要求7所述的智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法，其特征在于，所述广播风暴抑制比为10％，所述组播过滤抑制比为20％，所述未知单播过滤抑制比为30％。

9.根据权利要求1所述的智能变电站网络交换机的网络风暴测试方法，其特征在于，当同时满足以下条件时确定所述被测网络交换机的网络风暴的抑制功能合格：

第一个条件：第一次数据接收情况中网络测试仪所有测试口均接收到数据且不丢失数据；

第二个条件：第二次数据接收情况中网络测试仪每个测试口数据丢失率在预设范围内。

10.一种网络测试仪，其特征在于，包括：

第一发送单元，用于向被测网络交换机发送数据帧进行测试，并记录第一次数据接收情况；

第二发送单元，用于在被测网络交换机的端口分别开启广播风暴抑制、组播过滤、未知单播过滤之后，向被测网络交换机发送广播帧数据流、组播帧数据流、未知单播帧数据流，并记录第二次数据接收情况；

确定单元，用于根据所述第一次数据接收情况和第二次数据接收情况确定被测网络交换机的网络风暴抑制能力。