CN108155938B

CN108155938B - 一种光纤通道故障注入方法、装置和系统

Info

Publication number: CN108155938B
Application number: CN201611110834.3A
Authority: CN
Inventors: 尚震; 王自力
Original assignee: Beijing Watertek Information Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Watertek Information Technology Co Ltd
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2021-09-10
Anticipated expiration: 2036-12-06
Also published as: CN108155938A

Abstract

一种光纤通道故障注入方法、装置和系统，涉及高速串行总线通信与测试技术领域，所述方法包括：对接收到的光纤通道报文的数据进行内容匹配；当所述报文的数据满足匹配条件时，将所述报文作为目标报文，并在所述目标报文的预设位置注入预设故障报文；将所述被故障注入的报文发送回光纤链路。通过本发明的方案，能够进行传输字及传输字序列故障注入和FC帧内容故障注入，注入形式包含：替换、修改、删除、插入等；实现实时故障注入。

Description

一种光纤通道故障注入方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及高速串行总线通信与测试技术领域，尤指一种光纤通道故障注入方法、装置和系统。

背景技术

FC(Fibre Channel光纤通道)目前已经广泛应用于多种型号的航空航天器内部电子通信网络系统中。

FC协议网络是综合计算机通道和数据网络概念提出的一个不同于传统的通道和网络结构的互连方案。是一种具有高实时性、可靠性、带宽、性价比的开放式通信技术，采用通道计数控制信号传输，使用交换或仲裁环拓扑处理介质访问冲突，采用信用策略控制网络流量。其主要特点如下：

1)采用全双工高速串行总线接口；

2)常用速率为1.0625/2.125/4.25Gbps，并可随着物理接口与传输介质的升级，能达到8/16Gbps的高带宽；

3)传输介质使用波长850nm的多模光纤或1310nm的单模光纤，无中继理论传输距离分别可达到500m与15km，具备超高抗电磁干扰能力；

4)误码率优于10^-12，线路传输延时优于5us/km；

5)有效带宽比高，采用8B/10B编码，单帧数据包负载最大可达2112Byte，理论有效带宽优于端口速率的75％；

6)支持点到点，仲裁环，交换网等多种网络拓扑结构，组网灵活；

7)支持全网时钟同步，时钟同步精度优于0.1us；

8)高层协议种类丰富，定义完整。

针对FC通信技术的测试设备多种多样。其中多数设备是仿真、监控、数据解析等验证协议一致性，即验证“正确”的手段。而以制造故障场景，有意篡改特定链路数据，验证“错误”的故障注入类设备尚不多见；FC故障注入是FC测试产品类型上的一种重要形态；因为在一台用户的FC通信设备交付前，通过尽可能多的平常较少出现的“错误”测试场景，才能验证该设备的健壮性、可靠性以及容错性能，因此，相对于验证“正确”的测试场景来说，验证“错误”的测试场景更有价值。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种光纤通道故障注入方法、装置和系统，能够制造故障场景，有意篡改特定链路数据，验证“错误”的故障注入。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种光纤通道故障注入方法，包括：

对接收到的光纤通道报文的数据进行内容匹配；

当所述报文的数据满足匹配条件时，将所述报文作为目标报文，并在所述目标报文的预设位置注入预设故障报文；

将所述被故障注入的报文发送回光纤链路。

优选地，所述的方法还包括：

当所述报文的数据不满足匹配条件时，转发所述光纤通道报文。

优选地，在所述目标报文的预设位置注入预设故障报文之前包括：

标记所述目标报文的开始位置和长度，并将所述预设故障报文加入故障报文队列。

优选地，在所述目标报文的预设位置注入预设故障报文包括：

在所述目标报文的开始位置通过报文缓冲队列时，所述预设故障报文从所述故障报文队列流出，按照预设报文合并逻辑将所述预设故障报文注入所述目标报文。

优选地，预设报文合并逻辑包括：保持所述目标报文数据长度。

优选地，注入预设故障报文包括传输字故障报文和光纤通道帧故障报文；所述传输字故障报文为：光纤通道网络通信协议规定的4字节对齐的基本链路传输单位故障报文；

光纤通道帧故障报文为：光纤通道网络通信协议规定的包含复数传输字，并以特定帧头与帧尾限定长度与内容范围的传输数据包故障报文。

优选地，传输字故障报文的类型包括以下的一项或者多项：传输字替换故障注入、传输字修改故障注入、传输字删除故障注入、传输字增加故障注入；

光纤通道帧故障报文的类型包括以下的一项或者多项：光纤通道帧替换故障注入、光纤通道帧修改故障注入、光纤通道帧删除故障注入、光纤通道帧增加故障注入。

优选地，按照预设报文合并逻辑将所述预设故障报文注入所述目标报文包括以下至少之一：

当注入预设故障报文为传输字删除故障注入时，在所述目标报文的传输字删除位置，用与删除传输字相同字节长度的空闲IDLE传输字进行长度补偿；

当注入预设故障报文为传输字增加故障注入时，在所述目标报文的中，删除与增加传输字相同字节长度的空闲IDLE传输字进行长度补偿；

当注入预设故障报文为光纤通道帧修改故障注入时，在所述目标报文的光纤通道帧修改位置，增加或者删除原光纤通道帧与故障光纤通道帧长度差值的空闲IDLE传输字进行长度补偿。

当注入预设故障报文为光纤通道帧删除故障注入时，在所述目标报文的光纤通道帧删除位置，用与删除光纤通道帧相同字节长度的空闲IDLE传输字进行长度补偿；

当注入预设故障报文为光纤通道帧增加故障注入时，在所述目标报文的中删除与增加光纤通道帧相同字节长度的空闲IDLE传输字进行长度补偿。

为了解决上述技术问题，本发明还提出了一种光纤通道故障注入装置，包括：

报文采集模块，设置为对接收到的光纤通道报文的数据进行内容匹配；

条件触发模块，设置为当所述报文的数据满足匹配条件时，将所述报文作为目标报文；

故障注入模块，设置为在所述目标报文的预设位置注入预设故障报文；

报文发送模块，设置为将所述被故障注入的报文发送回光纤链路。

优选地，所述条件触发模块还设置为：

优选地，所述故障注入模块还设置为：

优选地，所述故障注入模块在所述目标报文的预设位置注入预设故障报文是指：

优选地，所述故障注入模块按照预设报文合并逻辑将所述预设故障报文注入所述目标报文包括以下至少之一：

当注入预设故障报文为传输字删除故障注入时，在所述目标报文的传输字删除位置，用与删除传输字相同字节长度的空闲IDLE输字进行长度补偿；

为了解决上述技术问题，本发明还提出了一种光纤通道故障注入系统，包括：光纤通道检测设备、光纤通道被检测设备和光纤通道故障注入装置；

所述光纤通道故障注入装置接收光纤通道检测设备发送的光纤通道报文；

所述光纤通道故障注入装置对接收到的光纤通道报文的数据进行内容匹配；当所述报文的数据满足匹配条件时，将所述报文作为目标报文，并在所述目标报文的预设位置注入预设故障报文；

所述光纤通道故障注入装置将所述被故障注入的报文发送至光纤通道被检测设备。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括：

通过本发明的方案，能够进行传输字及传输字序列故障注入和FC帧内容故障注入，注入形式包含：替换、修改、删除、插入等；实现实时故障注入。

附图说明

下面对本发明实施例中的附图进行说明，实施例中的附图是用于对本发明的进一步理解，与说明书一起用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限制。

图1为本发明提出的一种光纤通道故障注入方法的流程图；

图2为本发明实施例的光纤通道接入示意图；

图3为本发明实施例的光纤通道接入示意图；

图4为本发明提出的一种光纤通道故障注入装置的结构示意图；

图5为本发明提出的一种光纤通道故障注入系统的结构示意图；

图6为本发明实施例1的一种光纤通道故障注入方法的原理图；

图7为本发明实施例1的一种光纤通道故障注入方法的原理图；

图8为本发明实施例3提出的故障注入类型示意图；

图9为本发明实施例3提出的故障注入类型示意图；

图10为本发明实施例3提出的故障注入类型示意图；

图11为本发明实施例3提出的故障注入类型示意图；

图12为本发明实施例3提出的故障注入类型示意图；

图13为本发明实施例3提出的故障注入类型示意图；

图14为本发明实施例3提出的故障注入类型示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述，并不能用来限制本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的各种方式可以相互组合。

参见图1，为本发明提出的一种光纤通道故障注入方法，包括：

S101、对接收到的光纤通道报文的数据进行内容匹配；

S102、当所述报文的数据满足匹配条件时，将所述报文作为目标报文，并在所述目标报文的预设位置注入预设故障报文；

S103、将所述被故障注入的报文发送回光纤链路。

本发明实施例支持双工和单工方式，如图2所示，双工接入方式，以中继模式串入待测设备的双工光纤链路当中，这样FC故障注入可以对发送与接收两条链路同时进行故障注入操作，如图3所示，单工接入方式，分别使用单工光纤线对双工光纤链路中的任意一条直接接入，单工线从故障注入设备其中一个光口的Rx进入，Tx接出。这样，FC故障注入可以同时对两条独立的链路分别执行故障注入操作，并且互不干扰。

本发明实施例在进行报文数据匹配时，匹配条件可以为预先通过上位机设置，或者通过下载、接收等方式获得，匹配支持以下三种方式中的至少一种：

传输字匹配定位；

部分帧匹配定位(最多16组匹配条件)；

全帧匹配定位(最长2112字节)。

本发明实施例故障注入内容和注入内容配置也可以预先通过上位机设置，或者通过下载、接收等方式获得。

在所述目标报文的预设位置注入预设故障报文之前包括：

在所述目标报文的预设位置注入预设故障报文包括：

预设报文合并逻辑包括：保持所述目标报文数据长度。

注入预设故障报文包括传输字故障报文和光纤通道帧故障报文；

传输字指光纤通道网络通信协议规定的4字节(32bit)对齐的基本链路传输单位。

FC帧指光纤通道网络通信协议规定的包含复数传输字，并以特定帧头与帧尾限定长度与内容范围的传输数据包。

所述传输字故障报文为：光纤通道网络通信协议规定的对齐的基本链路传输单位故障报文；

光纤通道帧故障报文注入点包括：SOF(帧开始界定符)、EOF(帧结束界定符)、Header(帧头域)、Payload(数据负载域)、CRC(循环冗余校验码)。

传输字故障报文的类型包括以下的一项或者多项：传输字替换故障注入、传输字修改故障注入、传输字删除故障注入、传输字增加故障注入；

本发明实施例中的故障报文注入形式包括：替换、修改、删除、增加。

空闲IDLE传输字指光纤通道网络通信协议规定的用作填充链路空闲时段的4字节(32bit)对齐的传输字。

按照预设报文合并逻辑将所述预设故障报文注入所述目标报文包括以下至少之一：

如图4所示，本发明实施例还提供一种光纤通道故障注入装置，包括：

其中，所述条件触发模块还设置为：

进一步地，所述故障注入模块还设置为：

其中，所述故障注入模块在所述目标报文的预设位置注入预设故障报文是指：

具体地，所述故障注入模块按照预设报文合并逻辑将所述预设故障报文注入所述目标报文包括以下至少之一：

如图5所示，本发明实施例还提供一种光纤通道故障注入系统，包括：

光纤通道检测设备、光纤通道被检测设备和光纤通道故障注入装置；

实施例一

如图6所示，FC故障注入工作流程如下：

1)光纤通道故障注入装置接入FC测试设备与FC被测设备之间的光纤链路；

2)各光口链路自动初始化完成，FC设备之间开始正常收发数据，故障注入仪将链路数据依次送入报文缓冲队列。若未执行故障注入，则报文缓冲队列中的所有数据依次原样转发；

3)故障注入仪对报文缓冲队列中的所有数据进行内容匹配，匹配条件已由故障注入仪上位机软件提前设置完毕；

4)故障注入仪数据匹配模块发现符合条件的报文，标记该报文的开始位置与长度，并通知数据注入模块准备执行故障注入；

5)数据注入模块内的故障报文，已由故障注入仪上位机软件提前设置完毕，并与相应的数据匹配模块关联。在接到数据匹配模块的通知后，将故障报文加入故障报文队列等待；

6)当目标报文的开始位置通过报文缓冲队列流出的时候，故障报文也同时从故障报文队列流出，并在报文合并逻辑中替换掉目标报文。当故障报文流出完毕后，再切换回后续的正常报文流；

7)合并后的数据流被光纤通道故障注入装置发送回光纤链路，最后由FC被测设备接收；

本实施例中故障注入分为传输字故障注入和FC帧故障注入两层各自独立进行。两者可重叠执行，且传输字故障注入先于FC帧故障注入。因此有可能传输字故障注入效果会被FC帧故障注入覆盖。

实施例二

如图7所示，FC故障注入时机如下：

1)链路自动初始化完成，开始正常接收报文数据；

2)判断传输字是否符合触发判定，符合时，执行传输字故障注入；

3)判断FC帧是否符合触发判定，符合时，执行FC帧故障注入；

4)被故障注入的报文发送回光纤链路。

实施例三

如图8至14所示，FC故障注入方式与长度补偿如下：

1)传输字“替换”与“修改”

如图8所示，32bit长的传输字“替换”与“修改”直接进行内容替换，且不需要长度补偿。

2)传输字“删除”

如图9所示，32bit长的传输字“删除”，链路数据流将出现一个32bit的长度减少，因此以一个IDLE传输字进行长度补偿。(等效于以IDLE传输字“替换”原传输字)

3)传输字“插入”

如图10所示，32bit长的传输字“插入”，是对目标原语之后插入一个新的原语，链路数据流将出现一个32bit的长度增加，因此删除原数据流的一个IDLE传输字进行长度补偿。

4)FC帧“修改”(等长)

如图11所示，FC帧的部分内容“修改”或等长“替换”，不会改变原数据流长度，因此不需要长度补偿。

5)FC帧“替换”(不等长)

如图12所示，FC帧的不等长“替换”，链路数据流将出现若干个32bit整数倍的长度变化，因此以插入或删除若干个IDEL传输字以进行长度补偿。

6)FC帧“删除”

如图13所示，FC帧的“删除”，链路数据流必定会出现长度减少，因此插入等量的IDEL传输字以进行长度补偿。

7)FC帧“插入”

如图14所示，FC帧的“插入”，是对一个目标FC帧之后插入一个新的FC帧，链路数据流必定会出现长度增加，因此删除原数据流的与新FC帧长度等量的IDEL传输字以进行长度补偿。

需要说明的是，以上所述的实施例仅是为了便于本领域的技术人员理解而已，并不用于限制本发明的保护范围，在不脱离本发明的发明构思的前提下，本领域技术人员对本发明所做出的任何显而易见的替换和改进等均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种光纤通道故障注入方法，其特征在于，包括：

对接收到的光纤通道报文的数据进行内容匹配；

当所述报文的数据满足匹配条件时，将所述报文作为目标报文，并在所述目标报文的预设位置按照预设报文合并逻辑注入预设故障报文；所述预设报文合并逻辑包括：保持所述目标报文数据长度；

将被故障注入的报文发送回光纤链路；

当注入预设故障报文为光纤通道帧修改故障注入时，在所述目标报文的光纤通道帧修改位置，增加或者删除原光纤通道帧与故障光纤通道帧长度差值的空闲IDLE传输字进行长度补偿；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述目标报文的预设位置按照预设报文合并逻辑注入预设故障报文之前包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述目标报文的预设位置按照预设报文合并逻辑注入预设故障报文包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输字故障报文为：光纤通道网络通信协议规定的4字节对齐的基本链路传输单位故障报文；

6.一种光纤通道故障注入装置，其特征在于，包括：

故障注入模块，设置为在所述目标报文的预设位置按照预设报文合并逻辑注入预设故障报文；所述预设报文合并逻辑包括：保持所述目标报文数据长度；

报文发送模块，设置为将被故障注入的报文发送回光纤链路；

所述故障注入模块按照预设报文合并逻辑将所述预设故障报文注入所述目标报文包括以下至少之一：

7.根据权利要求6所述的故障注入装置，其特征在于，所述条件触发模块还设置为：

8.根据权利要求6所述的故障注入装置，其特征在于，所述故障注入模块还设置为：

9.根据权利要求8所述的故障注入装置，其特征在于，所述故障注入模块在所述目标报文的预设位置按照预设报文合并逻辑注入预设故障报文包括：

10.一种光纤通道故障注入系统，其特征在于，包括：光纤通道检测设备、光纤通道被检测设备和光纤通道故障注入装置；

所述光纤通道故障注入装置对接收到的光纤通道报文的数据进行内容匹配；当所述报文的数据满足匹配条件时，将所述报文作为目标报文，并在所述目标报文的预设位置按照预设报文合并逻辑注入预设故障报文；所述预设报文合并逻辑包括：保持所述目标报文数据长度；

所述光纤通道故障注入装置将被故障注入的报文发送至光纤通道被检测设备；

所述光纤通道故障注入装置按照预设报文合并逻辑将所述预设故障报文注入所述目标报文包括以下至少之一：