CN108616409B - 一种网络流量的产生方法、装置及系统 - Google Patents

一种网络流量的产生方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种网络流量的产生方法、装置及系统，涉及通讯领域，所述方法包括：交换芯片获取CPU生成的用于测试网络流量的初始数据；所述交换芯片持续进行基于所述初始数据的复制操作，得到复制数据；当通过复制操作而产生的流量达到或超过需求流量时，所述交换芯片按照所述需求流量，向待测设备发送数据。本发明实施例不依赖CPU，而是通过交换芯片自带的LoopBack功能复制产生超大的、流量大小可控的测试流量，能够满足流量测试需求。

Description

一种网络流量的产生方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及通讯领域，特别涉及一种网络流量的产生方法、装置及系统。
背景技术
本地回环接口(loopback address)是网络设备中使用最多的一种虚拟接口，它是本地虚拟接口，是一个永远不会宕掉的接口，一般都会用来检查本地网络协议、基本数据接口等是否正常。
网络流量就是单位时间内通过网络设备或传输介质的信息量(例如报文数、数据包数或字节数)，网络流量的大小对网络架构设计具有重要意义。
拷机测试一般是针对新设备进行的长时间、满负荷的软硬件兼容性与系统稳定性测试。
通讯交换设备是在通信系统中快速完成信息交换功能的设备，针对大容量通讯交换设备的测试，需要很大的网络测试流量，小流量测试仪无法完成对大容量设备的测试，中央处理器(Central Processing Unit，CPU)无法产生超大测试流量(例如大于100G)。
发明内容
根据本发明实施例提供的一种网络流量的产生方法、装置及系统,解决通讯领域的大容量交换设备测试过程中需要超大网络流量而一般CPU无法产生超大网络流量的问题。
根据本发明实施例提供的一种网络流量的产生方法，包括：
交换芯片获取CPU生成的用于测试网络流量的初始数据；
所述交换芯片持续进行基于所述初始数据的复制操作，得到复制数据；
当通过复制操作而产生的流量达到或超过需求流量时，所述交换芯片按照所述需求流量，向待测设备发送数据。
优选地，所述的交换芯片获取CPU生成的用于测试网络流量的初始数据之前，包括：
所述交换芯片将其自身的本地回环模块的输入端口和输出端口短接，以便复制数据。
优选地，所述的交换芯片获取CPU生成的用于测试网络流量的初始数据包括：
所述交换芯片接收来自CPU的数据，并按照环回信息复制规则，对收到的数据进行过滤，得到用于测试网络流量的初始数据。
优选地，所述的交换芯片持续进行基于所述初始数据的复制操作，得到复制数据包括：
所述交换芯片利用其自身的端口短接的本地回环模块，复制所述初始数据。
优选地，所述的交换芯片按照所述需求流量，向待测设备发送数据包括：
所述交换芯片对其本地回环模块的输出流量进行监控，当监控到所述本地回环模块的输出流量超过所述需求流量时，所述交换芯片通过丢弃超过所述需求流量的数据，实现按照所述需求流量输出数据。
优选地，进一步包括：
通过将所述本地回环模块的输入端口和输出端口断开和/或通过将所述交换芯片的输出端口流量控制寄存器置零，停止向所述待测设备发送数据。
根据本发明实施例提供的存储介质，其存储用于实现上述网络流量的产生方法的程序。
根据本发明实施例提供的一种网络流量的产生装置，该装置设置在交换芯片中，包括：
本地回环模块，用于获取CPU生成的用于测试网络流量的初始数据，并持续进行基于所述初始数据的复制操作，得到复制数据；
输出模块，用于当通过复制操作而产生的流量达到或超过需求流量时，按照所述需求流量，向待测设备发送数据。
优选地，还包括：
控制模块，用于在获取CPU生成的用于测试网络流量的初始数据之前，将本地回环模块的输入端口和输出端口短接，以便复制数据。
优选地，所述输出模块对所述本地回环模块的输出流量进行监控，当监控到所述本地回环模块的输出流量超过所述需求流量时，通过丢弃超过所述需求流量的数据，实现按照所述需求流量输出数据。
根据本发明实施例提供的一种网络流量的产生系统，包括：
CPU，用于生成用来测试网络流量的初始数据，并发送至交换芯片；
交换芯片，用于获取所述初始数据，并持续进行基于所述初始数据的复制操作，得到复制数据，当通过复制操作而产生的流量达到或超过需求流量时，按照所述需求流量，向待测设备发送数据。
本发明实施例提供的技术方案具有如下有益效果：
本发明实施例不依赖CPU，而是通过交换芯片自带的LoopBack功能复制产生并输出超大的、流量大小可控的测试流量，能够满足流量测试需求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的网络流量的产生方法框图；
图2是本发明实施例提供的网络流量的产生装置框图；
图3是本发明实施例提供的网络流量的产生系统框图；
图4是图3所示系统的工作时序图；
图5是本发明实施例应用于需要超大流量的以太网交换机转发性能测试的流程图；
图6是本发明实施例应用于需要进行满流量的端口拷机测试的大容量数据中心交换机转发性能测试的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明实施例提供的网络流量的产生方法框图，如图1所示，步骤包括：
步骤S101：交换芯片获取中央处理器CPU生成的用于测试网络流量的初始数据。
步骤S101之前，交换芯片将其自身的本地回环模块的输入端口和输出端口短接，以便利用本地回环模块复制产生需求流量的数据，特别是超大网络流量(例如大于100G)的数据。
步骤S101包括：交换芯片接收来自CPU的数据，并按照环回信息复制规则，对收到的数据进行过滤，得到用于测试网络流量的初始数据。
步骤S102：交换芯片持续进行基于所述初始数据的复制操作，得到复制数据。
步骤S102中，交换芯片利用其自身的端口短接的本地回环模块，复制所述初始数据。
步骤S103：当通过复制操作而产生的流量达到或超过需求流量时，交换芯片按照所述需求流量，向待测设备发送数据。
步骤S103包括：交换芯片向待测设备发送数据期间，对其本地回环模块的输出流量进行监控，当监控到所述本地回环模块的输出流量超过所述需求流量时，所述交换芯片通过丢弃超过所述需求流量的数据，实现按照所述需求流量输出数据。
当不需要向待测设备发送数据时，将所述本地回环模块的输入端口和输出端口断开和/或将所述交换芯片的输出端口流量控制寄存器置零。
本发明实施例利用交换芯片自带的LoopBack功能复制产生测试流量输出，此过程中只需要CPU产生初始的流量信息，之后的数据产生均由交换芯片来完成，交换芯片通过对CPU输入信息的环回、堆叠，然后复制产生需求流量(例如超大流量)的测试数据并输出到输出端口TX，输出端口实现对流量大小的精确控制。本发明实施例产生网络测试流量(特别是超大流量)不依赖CPU资源，流量大小可控，相对于传统的流量发生器更适合大容量网络设备的测试。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括步骤S101至步骤S103。其中，所述的存储介质可以为ROM/RAM、磁碟、光盘等。
图2是本发明实施例提供的网络流量的产生装置框图，如图2所示，所述装置设置在交换芯片中，包括：
本地回环(LoopBack)模块，用于获取中央处理器CPU生成的用于测试网络流量的初始数据，并持续进行基于所述初始数据的复制操作，得到复制数据。
输出模块，用于当通过复制操作而产生的流量达到或超过需求流量时，按照所述需求流量，向待测设备发送数据。
控制模块，用于在获取CPU生成的用于测试网络流量的初始数据之前，将本地回环模块的输入端口和输出端口短接，以便复制数据。
所述交换芯片接收来自CPU的数据后，将该数据传送给本地回环模块，本地回环模块按照环回信息复制规则，对收到的数据进行过滤，得到用于测试网络流量的初始数据，其中，所述环回信息复制规则是由ACL模块提供的。然后，由于本地回环模块的端口已短接，因此可以高速环回复制所述初始数据，并在流量满足(即达到或超过)需求流量时，通过输出模块向待测设备发送数据。输出模块发送数据期间，进行流量监控，并当监控到输出流量超过需求流量时，丢弃超过所述需求流量的数据，实现按照所述需求流量输出数据，即通过丢弃多余的流量数据，实现测试流量的按需输出。当不需要向待测设备发送数据时，可以通过控制模块控制本地回环模块的输入端口和输出端口断开，使本地回环模块停止复制和输出数据，也可以通过控制模块控制输出模块侧的输出端口流量控制寄存器置零，使输出模块停止输出数据。
本发明实施例可利用交换芯片自带的LoopBack功能来复制产生满足需求的网络测试流量，特别是能够产生超大网络流量。
图3是本发明实施例提供的网络流量的产生系统(以下简称流量发生器)框图，如图3所示，包括CPU和交换芯片SWITCH，其中：
CPU，用于生成用来测试网络流量的初始数据，并发送至交换芯片；
SWITCH，用于获取所述初始数据，并持续进行基于所述初始数据的复制操作，得到复制数据，当通过复制操作而产生的流量达到或超过需求流量时，按照所述需求流量，向待测设备发送数据。
CPU和SWITCH之间通过PCIE模块连接，其中SWITCH包括LoopBack模块、ACL模块以及流量控制输出模块(即输出模块)。SWITCH将接收到的信息传输给LoopBack模块，ACL模块给LoopBack模块提供环回信息复制规则，待LoopBack中的流量足够大(满足测试需求时)后，SWITCH控制流量控制输出模块输出测试流量。
本发明实施例可以为大容量通讯交换设备提供满足需求的网络测试流量，以需求流量为超大网络流量为例，CPU产生初始化流量信息通过PCIE传输给交换芯片，交换芯片利用自带的LoopBack功能不断循环复制CPU输入的信息，当信息复制量超过需求量时，将复制信息不断发送到输出端口TX，输出流量的实际大小由输出端口的流量控制来实现，此方法可产生一般CPU无法产生的超大流量。
图4是图3所示系统的工作时序图，系统上电后配置交换芯片，设置需要的出口流量大小，短接LoopBack接口实现内部环回，然后执行超大网络流量的产生的步骤，如图4所示，包括：
步骤201：CPU产生携带目的MAC信息的初始化流量数据(即初始数据)。
步骤202：CPU通过PCIE将所述初始化流量数据发送给交换芯片SWITCH。
步骤203：交换芯片接收来自CPU的初始化流量数据并转发给LoopBack接口，实现数据环回。
步骤204至步骤205：利用交换芯片的LoopBack接口高速环回产生超大的测试流量(复制规则由ACL模块提供)。
步骤206：LoopBack接口模块随时将流量信息反馈给交换芯片。
步骤207至步骤209：待流量达到测试需求时，复制转发到输出端口(OUT)，多余的流量由输出端口来实现丢弃，实现按需输出。
需要说明的是，当交换芯片不需要向待测设备输出数据时，通过断开交换芯片的LoopBack接口或将输出端口流量控制寄存器置零，实现停止输出。
本发明实施例采用交换芯片内部LoopBack接口来实现超大流量的输出，而不依赖CPU本身，有效解决了一般CPU无法产生超大测试流量的问题；
本发明实施例在研发或生产过程中的拷机测试中，可以为待测系统提供传统流量发生器无法产生的超大测试流量，可有效应对网络通讯设备不断提高的流量测试需求。
图5是本发明实施例提供的应用于需要超大流量的以太网交换机转发性能测试流程图，以太网交换设备的吞吐量直接关系到网络的性能，由于其数据吞吐量巨大，在进行端口满流量测试过程中，一般的CPU无法产生满足需求的超大流量，通过本发明实施例能够产生满足需求的测试流量，如图5所示，步骤包括：
步骤S301：根据设备(即以太网交换机)端口实际测试需求，对流量发生器进行配置，主要包括输出端口流量大小的配置以及LoopBack端口的短接。
步骤S302：流量发生器CPU端根据以太网交换机的端口MAC地址等信息，生成初始化流量信息并转发给交换芯片。
也就是说，流量发生器的CPU生成初始数据，发送至流量发生器的交换芯片。
步骤S303：流量发生器的交换芯片通过LoopBack接口复制产生超大的测试流量输出至交换机的测试端口，为以太网交换机的端口测试提供超大输入流量。
也就是说，流量发生器的交换芯片对初始数据进行复制，得到超大测试流量的数据，并输出至以太网交换机的测试端口。
图6是本发明实施例应用于需要进行满流量的端口拷机测试的大容量数据中心交换机转发性能测试的流程图，大容量数据中心交换机的吞吐量直接关系到数据中心的数据处理能力，由于其数据吞吐量巨大，在进行端口满流量测试过程中,一般的CPU无法产生满足需求的超大流量，通过本发明实施例能够产生满足需求的测试流量，如图6所示，步骤包括：
步骤S401：根据设备(即大容量数据中心交换机)端口实际测试需求，对流量发生器进行配置，主要包括输出端口流量大小的配置以及LoopBack端口的短接。
步骤S402：流量发生器的CPU端根据交换设备(即大容量数据中心交换机)端口MAC地址等信息，生成初始化流量信息并转发给交换芯片。
也就是说，流量发生器的CPU生成初始数据，发送至流量发生器的交换芯片。
步骤S403：流量发生器的交换芯片通过LoopBack接口复制产生超大的测试流量输出至交换机的测试端口，为大容量数据中心交换机端口测试提供超大输入流量。
也就是说，流量发生器的交换芯片对初始数据进行复制，得到超大测试流量的数据，并输出至大容量数据中心交换机的测试端口。
综上所述，本发明的实施例具有以下技术效果：
本发明实施例针对大容量通讯交换设备需要超大网络测试流量的问题，基于本地回环产生所需的超大网络测试流量；
本发明实施例适用于需要进行流量测试的网络设备和通讯设备，特别适用于需要进行超大流量测试的网络设备和通讯设备。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种网络流量的产生方法，包括：
交换芯片获取中央处理器CPU生成的用于测试网络流量的初始数据；
所述交换芯片持续进行基于所述初始数据的复制操作，得到复制数据；
当通过复制操作而产生的流量达到或超过需求流量时，所述交换芯片按照所述需求流量，向待测设备发送数据；
其中，所述的交换芯片按照所述需求流量，向待测设备发送数据包括：
所述交换芯片对其本地回环模块的输出流量进行监控；
当监控到所述本地回环模块的输出流量超过所述需求流量时，所述交换芯片通过丢弃超过所述需求流量的数据，实现按照所述需求流量输出数据；
其中，所述的交换芯片获取CPU生成的用于测试网络流量的初始数据包括：
所述交换芯片接收来自CPU的数据，并按照环回信息复制规则，对收到的数据进行过滤，得到用于测试网络流量的初始数据。
2.根据权利要求1所述的方法，所述的交换芯片获取CPU生成的用于测试网络流量的初始数据之前，包括：
所述交换芯片将其自身的本地回环模块的输入端口和输出端口短接，以便复制数据。
3.根据权利要求2所述的方法，所述的交换芯片持续进行基于所述初始数据的复制操作，得到复制数据包括：
所述交换芯片利用其自身的端口短接的本地回环模块，复制所述初始数据。
4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
通过将所述本地回环模块的输入端口和输出端口断开和/或通过将所述交换芯片的输出端口流量控制寄存器置零，停止向所述待测设备发送数据。
5.一种网络流量的产生装置，所述装置设置在交换芯片中，包括：
本地回环模块，用于获取中央处理器CPU生成的用于测试网络流量的初始数据，并持续进行基于所述初始数据的复制操作，得到复制数据；
输出模块，用于当通过复制操作而产生的流量达到或超过需求流量时，按照所述需求流量，向待测设备发送数据；
所述输出模块对所述本地回环模块的输出流量进行监控，当监控到所述本地回环模块的输出流量超过所述需求流量时，通过丢弃超过所述需求流量的数据，实现按照所述需求流量输出数据；
其中，所述本地回环模块用于采用以下方式实现获取中央处理器CPU生成的用于测试网络流量的初始数据：接收来自CPU的数据，并按照环回信息复制规则，对收到的数据进行过滤，得到用于测试网络流量的初始数据。
6.根据权利要求5所述的装置，还包括：
控制模块，用于在获取CPU生成的用于测试网络流量的初始数据之前，将本地回环模块的输入端口和输出端口短接，以便复制数据。
7.一种网络流量的产生系统，包括：
中央处理器CPU，用于生成用来测试网络流量的初始数据，并发送至交换芯片；
交换芯片，用于获取所述初始数据，并持续进行基于所述初始数据的复制操作，得到复制数据，当通过复制操作而产生的流量达到或超过需求流量时，按照所述需求流量，向待测设备发送数据；
所述交换芯片还用于对其本地回环模块的输出流量进行监控；当监控到所述本地回环模块的输出流量超过所述需求流量时，通过丢弃超过所述需求流量的数据，实现按照所述需求流量输出数据；
其中，所述交换芯片用于采用以下方式实现获取所述初始数据：接收来自CPU的数据，并按照环回信息复制规则，对收到的数据进行过滤，得到用于测试网络流量的初始数据。
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