CN108880948A - 一种基于fc网络的设备测试验证系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及仿真测试技术领域，公开了一种基于FC网络的设备测试验证系统。包括：端口模拟控制器、测试主机、交换机和FC测试仪，所述端口模拟控制器具有A类端口、B类端口和C类端口，所述测试主机具有FC仿真卡，所述FC仿真卡与A类端口信号连接，所述A类端口与C类端口信号连接，所述C类端口和交换机信号连接，所述C类端口与B类端口信号连接，所述B类端口与FC测试仪信号连接，所述测试主机与FC测试仪信号连接。本发明的技术方案完成模拟被测设备的多个通信对象，对任意被测目的设备进行完整测试。在接近真实FC网络架构的情况下，节约了硬件设备资源，方便测试。本发明还公开了一种基于FC网络的设备测试验证方法。

Description

一种基于FC网络的设备测试验证系统及方法
技术领域
本发明涉及仿真测试技术领域，特别是一种基于FC网络的设备测试验证系统及方法。
背景技术
现代航空电子系统的综合化程度在不断提高，从20世纪70年代的分立式航空电子系统，到联合式航空电子系统，到综合式航空电子，再到现在的先进综合式航空电子系统，原来单节点的通信正逐步被多节点的复杂通信所代替，原来单一的通信链路正逐步被统一的通信网络所代替。航空电子网络跟一般商用存储区域网络的不同在于它主要运行在航空航天等极端恶劣的环境下，针对其工作环境的特殊性，在设备和网络的设计时需要采用较高的可靠性和稳定性。光纤通道(FC)协议的制定，极大的满足了该需求，因此，FC网络在现代的航空电子系统中应用越来越广泛。
为了保证航电FC网络较高的可靠性和稳定性，需要对目标FC网络进行充分的测试与验证。然而，通常情况下，航电FC网络包含多达几十个子设备模块，如雷达、电子战、火控、导航融合等等，即使我们采用半实物仿真的方式搭建整个测试系统，如此多的子设备模块每一个都需要用一张FC仿真卡进行模拟，这种方案成本依然很高，因此我们必须采用其他更低成本的方案来完成对目标设备的测试与验证。
航电FC网络主要由FC网络交换机和节点机构成，如图1所示。在航电FC网络中，一个节点通过交换机与多个节点设备进行通信，因此，对于某单一节点设备供应商而言，假设该设备供应商生产了N个不同节点设备，在航电FC网络中，与这N个节点设备有通信需求的节点个数为M，为了测试及验证其这N个节点设备功能和性能，一台FC网络交换机必不可少，另外还需要可模拟节点的FC仿真卡，通常情况下我们可以采用以下两种半实物仿真平台方案：
1)与该设备通信的每一个节点设备都用一块FC仿真卡模拟
方案原理如图2所示。该方案一张仿真卡模拟一个节点设备，架构非常贴近真实航电网络，只要FC仿真卡端的应用程序功能足够强大甚至可以让被测节点设备完全感知不到通信的对方是仿真出来的。但采用此方案存在一个主要缺点在于需要的FC仿真卡较多，导致成本增加。
2)用一块FC仿真卡同时模拟所有与该设备通信的节点
方案原理如图3所示。该方案最大的特点在于只用一张FC仿真卡同时仿真多个节点设备，仿真卡所在主机需要通过加载多个节点配置方案，仿真多个节点设备，这种方式解决了上述成本问题。但由于多个模拟设备的数据都从一条链路与FC网络交换机完成通信，首先这与真实航电FC网络架构不一样，其次，共用链路导致节点的数据通信带宽也受到很大限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种基于FC网络的设备测试验证系统及方法。
本发明采用的技术方案如下：一种基于FC网络的设备测试验证系统，包括：端口模拟控制器、测试主机、交换机和FC测试仪，所述端口模拟控制器具有A类端口、B类端口和C类端口，所述测试主机具有FC仿真卡，所述FC仿真卡与A类端口信号连接，所述A类端口与C类端口信号连接，所述C类端口和交换机信号连接，所述C类端口与B类端口信号连接，所述B类端口与FC测试仪信号连接，所述测试主机与FC测试仪信号连接。
进一步的，所述A类端口只有一个端口，所述A类端口与FC仿真卡之间通过光纤相连。
进一步的，所述B类端口具有m个端口，所述m为通信需求的节点总数，所述C类端口具有m个端口，并与B类端口中的m个端口一一对应。
进一步的，所述B类端口与FC测试仪之间通过光纤连接。
进一步的，所述FC测试仪与测试主机采用以太网连接。
本发明还公开了一种基于FC网络的设备测试验证方法，具体包括以下过程：
网络管理命令消息通信：测试主机通过内部FC仿真卡向端口模拟控制器的A类端口发送网络管理命令消息，端口模拟控制器把网络管理命令消息端口分发给端口模拟控制器的C类端口，C类端口经交换机将网络管理命令消息发送给被测设备；被测设备经交换机将网络管理命令消息发送给端口模拟控制器的C类端口，再汇集到端口模拟控制器的A类端口发送给测试主机；
应用数据消息通信：测试主机解析节点配置，将需要模拟的节点列表、消息发送方式下达到FC测试仪，经初始化后FC测试仪将应用数据消息发送给端口模拟控制器的B类端口，所述端口模拟控制器的B类端口与端口模拟控制器的C类端口一对一直接通信将应用数据消息传输给交换机，最终发送给被测设备；被测设备经交换机将应用数据消息发送给端口模拟控制器的C类端口，再一对一直接通信传输到端口模拟控制器的B类端口，端口模拟控制器的B类端口将应用数据消息经FC测试仪发送给测试主机。
进一步的，所述FC仿真卡和端口模拟控制器的A类端口采用光纤通信。
进一步的，所述端口模拟控制器的B类端口与FC测试仪采用光纤通信。
进一步的，所述FC测试仪与测试主机采用以太网通信。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明的技术方案利用交换机、FC仿真卡、FC测试仪和端口模拟控制器即可完成模拟被测设备的多个通信对象，对任意被测目的设备进行完整测试。在接近真实FC网络架构的情况下，节约了硬件设备资源。而且所有测试软件及节点配置都有测试主机完成加载，方便了测试人员。
附图说明
图1是一个节点通过交换机多个节点通信的FC网络模型。
图2是被测节点通信的每一个节点设备各用一个FC仿真卡模拟的FC网络模型。
图3是一块FC仿真卡同时模拟所有与该设备通信的节点FC网络模型。
图4是本发明基于FC网络的设备测试验证系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图4所示，一种基于FC网络的设备测试验证系统，包括：端口模拟控制器、测试主机、FC网络交换机和FC测试仪，所述端口模拟控制器具有A类端口、B类端口和C类端口，这里的A类、B类和C类用来区分不同的端口，所述测试主机具有FC仿真卡，所述FC仿真卡与A类端口信号连接，A类端口只有一个，所述A类端口与C类端口信号连接，本实施例中C类端口一共有m个，所述C类端口和FC网络交换机信号连接，所述C类端口与B类端口信号连接，本实施例中B类端口同样有m个，所述B类端口与FC测试仪信号连接，所述测试主机与FC测试仪信号连接。该结构的测试的消息信号分为网络管理命令消息和应用数据消息。(1)网络管理命令消息通过测试主机通过内部FC仿真卡发送给A类端口，端口模拟控制器把网络管理命令消息分发给m个C类端口，m个C类端口经交换机将网络管理命令消息发送给被测设备，实现测试主机向被测设备发送网络管理命令消息；信号反向传输，即被测设备经交换机将网络管理命令消息发送给m个C类端口，再汇集到A类端口发送给测试主机，实现被测设备向测试主机发送网络管理命令消息。(2)应用数据消息通信通过测试主机解析节点配置，将需要模拟的节点列表、消息发送方式下达到FC测试仪，经初始化后FC测试仪将应用数据消息发送给端口模拟控制器的m个B类端口，所述端口模拟控制器的B类端口与端口模拟控制器的C类端口一对一直接通信将应用数据消息传输给交换机，模拟器的C类端口也有m个，最终发送给被测设备；信号反向传输，被测设备依次经交换机、C类端口、B类端口、FC测试仪将应用数据消息发送给测试主机。
对应上述基于FC网络的设备测试验证系统，有一种基于FC网络的设备测试验证方法，具体包括以下过程：
网络管理命令消息(ELS)通信(包括测试主机到被测设备和被测设备到测试主机两个方向的通信)：(1)测试主机向被测设备方向：测试主机通过内部FC仿真卡向端口模拟控制器的A类端口发送网络管理命令消息，端口模拟控制器根据源地址把网络管理命令消息分发给端口模拟控制器的C类端口，C类端口一共有m个，分发的路由表如表1所示，C类端口经交换机将网络管理命令消息发送给被测设备；(2)被测设备向测试主机方向：被测设备经交换机将网络管理命令消息发送给端口模拟控制器的C类端口，再汇集到端口模拟控制器的A类端口发送给测试主机，汇集过程的路由表如表2；FC网络管理命令消息通信是FC网络测试的重点内容，只有所有节点网络交互正常后才会进入下一步应用数据消息的通信。而鉴于FC网络管理命令消息通信是在标准FC协议之上建立的属于应用层通信协议，不同的客户其所采用的网络管理通信协议可能不一样，因此，这部分只能由定制的FC仿真卡来完成，由于整个FC网络中网络管理消息数据流量只占用很小的带宽，因此多个节点共用一条FC链路并不会导致速率受限。
表1
输入端口/源地址 输出端口
A/S_ID1 C1
A/S_ID2 C2
A/S_ID3 C3
… …
A/S_IDm Cm
表2
输入端口 输出端口
C1 A
C2 A
C3 A
… …
Cm A
应用数据消息(ASM)通信(包括测试主机到被测设备和被测设备到测试主机两个方向的通信)：(1)测试主机向被测设备方向：测试主机解析节点配置，将需要模拟的节点列表、消息发送方式下达到FC测试仪，经初始化后FC测试仪将应用数据消息发送给端口模拟控制器的B类端口，所述端口模拟控制器的B类端口与端口模拟控制器的C类端口一对一直接通信将应用数据消息传输给交换机，最终发送给被测设备；(2)被测设备向测试主机方向：被测设备经交换机将应用数据消息发送给端口模拟控制器的C类端口，再一对一直接通信传输到端口模拟控制器的B类端口，端口模拟控制器的B类端口将应用数据消息经FC测试仪发送给测试主机。在FC协议中，所有的应用数据包括音频、图像等全部采用应用数据消息通信。其特点是要求高实时性和高速率，一方面，由于FC仿真卡所在的测试主机采用的是Windows操作系统，其实时性达不到要求，另一方面，如果模拟的多个设备节点都从一条光纤链路收发数据，其数据速率受到限制。因此，为了解决以上问题，本实施例引入了一台通用FC测试仪，该测试仪采用嵌入式系统，拥有多个FC端口，每个FC端口都可以模拟一个节点设备进行数据消息通信。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种基于FC网络的设备测试验证系统，其特征在于，包括：端口模拟控制器、测试主机、交换机和FC测试仪，所述端口模拟控制器具有A类端口、B类端口和C类端口，所述测试主机具有FC仿真卡，所述FC仿真卡与A类端口信号连接，所述A类端口与C类端口信号连接，所述C类端口和交换机信号连接，所述C类端口与B类端口信号连接，所述B类端口与FC测试仪信号连接，所述测试主机与FC测试仪信号连接。
2.如权利要求1所述的基于FC网络的设备测试验证系统，其特征在于，所述A类端口只有一个端口，所述A类端口与FC仿真卡之间通过光纤相连。
3.如权利要求2所述的基于FC网络的设备测试验证系统，其特征在于，所述B类端口具有m个端口，所述m为通信需求的节点总数，所述C类端口具有m个端口，并与B类端口中的m个端口一一对应。
4.如权利要求3所述的基于FC网络的设备测试验证系统，其特征在于，所述B类端口与FC测试仪之间通过光纤连接。
5.如权利要求4所述的基于FC网络的设备测试验证系统，其特征在于，所述FC测试仪与测试主机采用以太网连接。
6.一种基于FC网络的设备测试验证方法，其特征在于，具体包括以下过程：
网络管理命令消息通信：测试主机通过内部FC仿真卡向端口模拟控制器的A类端口发送网络管理命令消息，端口模拟控制器把网络管理命令消息端口分发给端口模拟控制器的C类端口， C类端口经交换机将网络管理命令消息发送给被测设备；被测设备经交换机将网络管理命令消息发送给端口模拟控制器的C类端口，再汇集到端口模拟控制器的A类端口发送给测试主机；
应用数据消息通信：测试主机解析节点配置，将需要模拟的节点列表、消息发送方式下达到FC测试仪，经初始化后FC测试仪将应用数据消息发送给端口模拟控制器的B类端口，所述端口模拟控制器的B类端口与端口模拟控制器的C类端口一对一直接通信将应用数据消息传输给交换机，最终发送给被测设备；被测设备经交换机将应用数据消息发送给端口模拟控制器的C类端口，再一对一直接通信传输到端口模拟控制器的B类端口，端口模拟控制器的B类端口将应用数据消息经FC测试仪发送给测试主机。
7.如权利要求6所述的基于FC网络的设备测试验证方法，其特征在于，所述FC仿真卡和端口模拟控制器的A类端口采用光纤通信。
8.如权利要求7所述的基于FC网络的设备测试验证方法，其特征在于，所述端口模拟控制器的B类端口与FC测试仪采用光纤通信。
9.如权利要求8所述的基于FC网络的设备测试验证方法，其特征在于，所述FC测试仪与测试主机采用以太网通信。
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