CN109413674A

CN109413674A - 一种基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法

Info

Publication number: CN109413674A
Application number: CN201811388190.3A
Authority: CN
Inventors: 陈楚滨; 袁志洪; 黄石勇
Original assignee: SHENZHEN JIXIANG TENDA TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN JIXIANG TENDA TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2019-03-01

Abstract

本发明提供了一种基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法，包括以下步骤；S1、抓取无线客户端访问视频的数据报文；S2、处理抓取获取到的无线客户端的数据报文；S3、将数据报文导入测试管理工具；S4、基于测试管理工具构造测试项目和多终端测试数据流。本发明的有益效果是：能统一控制无线客户端的连接，断开和终端开始产生流量的时间。有效减少人力和时间成本；能控制无线客户端长时间回放数据流量，不会出现类似手机、平板客户端长时间播放APP后，内存卡顿，系统反应迟钝问题。

Description

一种基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法

技术领域

本发明涉及测试方法，尤其涉及一种基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法。

背景技术

目前，现有的多无线客户端带机老化测试方主要是通过人工逐个将无线手机和平板客户端连接上待测物的无线SSID，然后打开视频，直播APP等多种APP进行长时间使用。以此进行多无线客户端的老化测试。然后检查无线AP或无线路由器的无线转发吞吐是否下降，无线客户端是否异常断开。

该测试方法的缺陷如下：

1、每次进行多无线客户端的带机老化测试时，需要耗费大量人力和时间用于连接手机和平板客户端的无线连接和各APP使用，成本高，效率低。

2、手机和平板客户端长时间老化时，客户端会出现卡，慢现象，需要重启APP或者客户端，操作麻烦。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法。

本发明提供了一种基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法，包括以下步骤；

S1、抓取无线客户端访问视频的数据报文；

S2、处理抓取获取到的无线客户端的数据报文；

S3、将数据报文导入测试管理工具；

S4、基于测试管理工具构造测试项目和多终端测试数据流。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，通过网络封包分析软件抓取无线客户端的数据报文。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，对于获取到的数据报文进行过滤处理，数据报文满足:(a)TCP流和UDP流的建立过程完整；(b)报文包含DNS解析过程；(c)报文包含视频播放请求连接过程；(d)报文包含视频播放及缓冲过程。

作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，将数据报文导入测试管理工具；启用测试管理工具，将处理好的无线客户端的数据报文文件导入测试管理工具，测试管理工具上对应生成该数据报文文件的SAPEE目录，目录下包含整个数据报文文件下每条数据流的回放顺序，导入的目的是通过测试管理工具上的SAPEE功能实现数据流的回放。

作为本发明的进一步改进，在步骤S4中，基于测试管理工具构造测试项目和多终端测试数据流，在测试管理工具上创建一个测试项目，配置客户端IP地址和对应的VLANTAG，使用SAPEE功能对每个客户端IP都执行抓包回放，运行测试管理工具对每个无线客户端产生基于回放报文的流量负载，并为每个客户端IP地址的数据报文打上对应的VLANTAG。

作为本发明的进一步改进，测试管理工具为Testcenter仪器，Testcenter仪器的配套软件为Spirent TestCenter Layer 4-7Application软件，网络封包分析软件为Wireshark软件。

作为本发明的进一步改进，在步骤S4包括以下子步骤：

S41、Spirent TestCenter Layer 4-7Application软件生成Client端到Server端之间所有对应回放的数据流报文和SAPEE播放列表；

S42、进行Spirent TestCenter Layer 4-7Application软件配置；

S43、Spirent TestCenter Layer 4-7Application软件上Client端配置模拟客户端数，并为每个客户端的数据报文打上对应VLAN TAG；

S44、运行Spirent TestCenter Layer 4-7Application软件；

S45、Testcenter仪器的Client口产生数据报文及转发处理；

S46、Testcenter仪器的Server端接收到Client端发送的报文；

S47、Testcenter仪器的Server端根据SAPEE列表应答；

S48、Testcenter仪器的Server端产生数据报文及转发处理；

S49、Testcenter仪器的持续打流及测试结果验收。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，通过Wireshark软件抓取无线客户端的数据报文，使用手机终端访问视频APP并进行播放，抓包电脑开启Wireshark软件，通过端口镜像方式复制手机终端播放视频的数据报文。

本发明的有益效果是：通过上述方案，能统一控制无线客户端的连接，断开和终端开始产生流量的时间。有效减少人力和时间成本；能控制无线客户端长时间回放数据流量，不会出现类似手机、平板客户端长时间播放APP后，内存卡顿，系统反应迟钝问题。

附图说明

图1是本发明一种基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法的示意图。

图2是本发明一种基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法的测试环境拓扑图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1至图2所示，准备以下硬件部分和软件部分：

硬件部分：

1多台可工作在客户端模式的无线接入点(支持2.4GHz和5GHz)，后面统一称为无线客户端；

2多台二层支持802.1Q VLAN的交换机；

3一台工控机作为管理PC；

4一台Testcenter仪器，TestCenter是一款功能强大测试管理工具，TestCenter可以帮助您：实现测试用例的过程管理，对测试需求过程、测试用例设计过程、业务组件设计实现过程等整个测试过程进行管理。实现测试用例的标准化即每个测试人员都能够理解并使用标准化后的测试用例，降低了测试用例对个人的依赖；提供测试用例复用，用例和脚本能够被复用，以保护测试人员的资产；提供可伸缩的测试执行框架，提供自动测试支持；提供测试数据管理，帮助用户统一管理测试数据，降低测试数据和测试脚本之间的耦合度。；

5一块支持L4-L7层的Testcenter仪器板卡；

6一块支持无线抓包网卡。

软件部分：

1无线接入点管理受控端软件(统一控制所有无线客户端的连接和断开)。

2 Spirent TestCenter Layer 4-7 Application软件，为Testcenter仪器的配套软件。

3无线抓包软件(如Wireshark、OmniPeek)。

一种基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法，是基于Testcenter仪器的多终端抓包回放技术实现：

抓包回放技术的实现不限于视频播放APP业务，可用于其他任何需要网络数据交互的APP业务，如网页浏览，视频通话，游戏APP等。下面以视频APP的网络数据报文抓取和回放技术实现为例：

1抓取无线客户端访问视频数据报文。如图1所示，使用手机终端访问视频APP并进行播放。抓包电脑抓取手机终端整个播放APP的数据报文。

2处理获取到的无线客户端数据报文。对于获取的数据报文进行过滤处理。报文满足:(a)TCP流和UDP流的建立过程完整；(b)报文包含DNS解析过程；(c)报文包含视频播放请求连接过程；(d)报文包含视频播放及缓冲过程。

3数据报文导入Testcenter仪器软件。启用Spirent TestCenter Layer 4-7Application软件。在Tools->Import PCAP File下导入处理好的无线客户端数据报文文件。软件上会对应生成该数据包文件的SAPEE目录，目录下包含整个数据包文件下每条数据流的回放顺序。导入的目的是通过Testcenter仪器和该软件上的SAPEE功能实现数据流的回放。

4基于仪器配套软件构造测试项目和多终端测试数据流。在Spirent TestCenterLayer 4-7 Application软件上创建一个Project名为DAIJILAOHUA，并在Project上创建一个Test。配置客户端IP地址和对应的VLAN TAG，使用SAPEE功能对每个客户端IP都执行抓包回放。控制软件运行Testcenter仪器对每个无线客户端产生基于回放报文的流量负载，并为每个客户端IP地址的数据报文打上对应的VLAN TAG。

一种基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法，其具体过程如下：

(1)通过Wireshark软件抓取无线客户端的数据流。如图1所示，使用手机终端访问视频APP并进行播放。抓包电脑开启Wireshark软件，通过端口镜像方式复制手机终端播放视频的数据报文，报文命名及格式保存为Video.pcap。(注：抓包回放技术的实现不限于抓取回放视频播放APP业务，可用于其他任何需要网络数据交互的APP业务，如网页浏览，视频通话，游戏APP等。目前描述仅以视频报文回放为例)

(2)根据图2所示的网络拓扑搭建测试环境。测试设备说明及配置见图2下方说明。

(3)在控制PC上用Testcenter仪器配套的Spirent TestCenter Layer 4-7Application软件导入抓取的数据流。打开软件的Tool->Import PCAP File菜单。根据步骤导入Video.pcap格式的报文。导入后的路径为SAPEE://user/DAIJI_Video/Video。

(4)Spirent TestCenter Layer 4-7Application生成Client端到Server端之间所有对应回放的数据流报文和SAPEE播放列表。在导入的路径里会包含对应生成该数据包文件的SAPEE播放列表Video以及所有数据流，当软件SAPEE播放列表时，则会根据播放顺序在Tecenter的Client端和Server端产生数据报文。

Testcenter产生的数据报文，除了网络层的IP和数据链路层的MAC地址，VLAN会依据测试需要变化外，报文的数据内容与抓包导入的报文内容一致。

(5)Spirent TestCenter Layer 4-7 Application软件配置。

1)创建测试项目：在File->New->Project菜单下创建一个测试项目,名字为DAIJILAOHUA。

2)创建测试实例：在DAIJILAOHUA测试项目下创建一个测试实例Test_0001。

3)配置测试行为：在Client->Action菜单创建一个名字为test的action列表，列表配置执行命令SAPEE://user/DAIJI_Video/Video(该命令路径根据导入时的命名和存储的位置不同)。即执行先前导入的Video.pcap的SAPEE播放列表。

4)配置测试客户端数量及IP地址：在Client->Subnets配置，配置见步骤(6)。

5)配置测试负载和时间：在Client->Load菜单里创建一个名为test的load列表。配置运行时间和负载个数，负载个数与上个步骤配置客户端数一致。(如果老化无线客户端为10个，则配置为10)。运行时间steady time设置为86400s(24小时)。在设置的运行时间里，Testcenter会循环执行SAPEE播放列表。直到运行时间停止。

6)将Client->Association里将前面配置的load列表，action列表，客户端配置以及Testcenter仪器的测试端口进行关联。

(6)Spirent TestCenter Layer 4-7 Application软件上Client端配置模拟客户端数，并为每个客户端的数据报文打上对应VLAN TAG。在软件的Client->Subnents页面，配置IP Address(Range),勾选VLAN选项，配置VLAN起始TAG为100，每个IP的VLAN TAG递增为1。

例如：需要使用10个无线客户端连接无线AP或无线客户端老化时，则配置Client端的客户端IP Address(Range)为192.168.0.100-192.168.0.109，子网掩码Netmask为/24，网关Gateway为192.168.0.1。勾选VLAN选项，配置VLAN TAG为100，VLAN TAG INCREMENT为1。以抓包回放报文里的一对DNS请求和应答数据流为例。那么Testcenter在回放DNS请求报文时，Client端产生的10个客户端的DNS请求报文，IP和VLAN的关系如下：

客户端1：192.168.0.100->打上VLAN TAG 100

客户端2：192.168.0.101->打上VLAN TAG 101

……

客户端9：192.168.0.108->打上VLAN TAG 108

客户端10：192.168.0.109->打上VLAN TAG 109。

(7)运行Spirent TestCenter Layer 4-7Application软件。

(8)Testcenter的Client口产生数据报文及转发处理。Testcenter的Client口产生客户端的数据报文经过数据级联交换机的1口(Trunk口，允许VLAN100-200)，并转发给对应接入交换机的Trunk口。接入交换机的Trunk口根据报文的VLAN TAG转发给对应VLAN的Access口的剥离VLAN TAG处理后，最终到达对应的无线客户端上。并由无线客户端转发给待测的无线AP或无线路由器。

例如：192.168.0.100的数据报文的VLAN TAG为100，那么Testcenter产生的该客户端的报文加上VLAN TAG 100后，转发给了测试数据级联交换机的Trunk口，测试数据级联交换机根据VLAN TAG 100将报文转发给了接入交换机1的Trunk口。接入交换机再转发给3口Access口(VLAN 100)，3口剥掉报文的VLAN TAG 100，再转发给3口连接的无线客户端。由该无线客户端将报文转发给待测无线AP或无线路由器。同理，其他VLAN TAG的数据报文流程是一样的。

(9)Testcenter的Server端接收到Client端发送的报文。无线AP或无线路由器接收到无线客户端的数据报文后，转换成以太网报文，并最终转发Testcenter的Server端。

(10)Testcenter的Server端根据SAPEE列表应答。接收到Client端发送的报文后，会根据SAPEE设定的报文播放列表进行报文应答。

以前述10个客户端发送的DNS请求为例。Testcenter的Server端收到Client端发送的10个客户端的DNS请求，则会根据SAPEE的播放列表依次应答对应的DNS应答报文。

(11)Testcenter的Server端产生数据报文及转发处理。Testcenter的Server端应答的报文转发给待测的无线AP或无线路由器，然后发送给对应的无线客户端。无线客户端将无线报文转换成有线报文后。转发给接入交换机的Access口，并打上VLAN TAG。通过Trunk口转发给数据级联交换机，并由数据级联交换机的Trunk口转发给Testcenter的Client端口。

以服务器收到192.168.0.100的DNS请求后，回复DNS应答为例。

(12)Testcenter的Client端收到报文后，如果还有交互报文，则在Testcenter的Client端和Server端继续根据SAPEE播放列表产生交互报文。所有报文的发送内容及发送顺序，协议类型，数据内容与抓包导入的报文一致。所有Client端和Server端产生的各客户端的报文处理过程与步骤(5)-(9)一致。

(13)Testcenter的持续打流及测试结果验收。Testcenter持续打流，使待测的无线AP和无线路由器产生持续的无线流量负载。如打流24小时。根据Spirent TestCenterLayer 4-7 Application软件上Run-Time Stats上查看整体吞吐量。并根据无线软件抓取无线是否存在Deauthentication报文和Disassociation报文。若存在解关联报文和解关联报文，则根据报文的Deauthentication Reason Code和Disassociation Reason Code字段的值来判断无线客户端断线的原因。

注：Deauthentication Reason Code和Disassociation Reason Code的值的含义已在《IEEE Std 802.11-2012》协议规范里进行定义。

本发明提供的一种基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法，其测试操作步骤如下：

1根据图2构建测试拓扑结构；

2管理PC上安装无线接入点管理受控软件；

3管理PC上安装Spirent TestCenter Layer 4-7Application软件。

4登录无线AP或无线路由器的管理页面，配置SSID。

5使用无线接入点管理受控软件控制指定数量的无线客户端(工作在客户端模式的AP)连接上无线AP或无线路由器的无线SSID。例如，在软件上选择交换机VLAN100-109的Access口下连接的无线客户端连接待测物的无线SSID。

6将Testcenter仪器的Client端连接在测试数据级联交换机1口上，Server端连接在待测无线AP或无线路由器的LAN口。

7管理PC上启用Spirent TestCenter Layer 4-7 Application软件。打开已配置的DAIJILAOHU的Project项目，依据方案步骤(6)配置与无线客户端数量相对应的客户端IP地址，依据方案步骤(5)配置运行时间。并运行该软件，使Testcenter运行SAPEE播放列表，在Client端和Server端产生交互报文。报文产生和转发处理见方案步骤(7)-(11)。

8管理PC在Spirent TestCenter Layer 4-7 Application软件的可以查看产生的WLAN到WAN/LAN之间的Tx和Rx吞吐量变化。验证跑如24小时后，待测无线AP或无线路由器的无线负载流量有没有出现下降。

9使用无线抓包工具抓取环境中的管理报文，分析是否存在解认证和解关联报文。若未存在解认证和解关联报文，则认为无线客户端连接老化无异常断开。若存在解关联报文和解关联报文，则根据报文的Deauthentication Reason Code和DisassociationReason Code字段的值来判断无线客户端断线的原因。

测试拓扑各设备说明，见图2：

(1)Testcenter仪器：用于产生各无线客户端的数据报文流，产生的数据报文流源于回放报文技术。

(2)AP：工作在无线客户端模式的AP。即更改AP的固件，使这些AP只工作在无线客户端模式，不具有AP发送Beacon和Probe Response报文的功能。后续将统一将该AP称为无线客户端。通过管理软件控制无线客户端进行连接待测的无线AP或无线路由器的SSID，并无线转发抓包回放的数据，支持2.4GHz和5GHz双频。无线客户端的统一控制基于公司开发的无线接入点管理受控端软件来实现。可以完成指定数量的无线客户端(AP)的发现，无线扫描，SSID连接，释放等功能。

(3)待测物DUT：即本测试的老化测试对象，为无线AP或者无线路由器。

(4)AP管理级联交换机：各接入交换机的无线客户端(AP)管理控制报文通过AP管理级交换机汇聚，转发给控制台PC的无线接入点管理受控端软件。

(5)测试数据级联交换机：各接入交换机下的无线客户端(AP)的发送和接收数据报文流在测试数据级联交换机上进行汇聚。完成Testcenter产生的各无线客户端数据报文流的分发和接收。

交换机端口配置：

1口Trunk口：允许VLAN100-200—接Testcenter的Client口；

2口Trunk口：允许VLAN100-121—接接入交换机1的1口；

3口Trunk口：允许VLAN122-141—接接入交换的2的1口；

4口Trunk口：允许VLAN142-161—预留接入交换机3的1口；

5口Trunk口：允许VLAN162-181—预留接入交换机4的1口。

(6)接入交换机：将Testcenter产生的客户端的数据报文最终转发给各无线客户端(AP)上。

接入交换机1端口配置：

1口Trunk口：允许VLAN100-121—接测试数据级联交换机的2口；

2口Trunk口：允许VLAN1—接AP管理级联交换机的2口；

3-24口Access口：3口配置VLAN100，4口配置VLAN101，依次类推，24口配置VLAN121—每个接口下接一台无线客户端(AP)。

接入交换机2端口配置：

1口Trunk口：允许VLAN122-141—接测试数据级联交换机的3口；

2口Trunk口：允许VLAN1—接AP管理级联交换机的3口；

3-22口Access口：3口配置VLAN122，4口配置VLAN123，依次类推，22口配置VLAN141—每个接口下接一台无线客户端(AP)。

(7)控制台PC：进行AP统一管理，Testcenter仪器软件的控制，无线抓包软件的报文分析。

注：该拓扑下，需要增加无线客户端数量时，只需增加无线客户端(AP)设备和接入交换机，将接入交换机增加AP管理VLAN端口和新的数据VLAN端口即可，如接入交换机1支持的VLAN为100-121，接入交换机2支持的VLAN为122-141，接入交换机3支持的VLAN为142-162等。测试数据级联交换机与Testcenter的Client口连接的Trunk口允许所有接入交换机支持的客户端数据VLAN即可。

本发明提供的一种基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法，具有以下优点：

1能统一控制无线客户端的连接，断开和终端开始产生流量的时间。有效减少人力和时间成本。

2数据报文来自于真实测试环境的手机、平板客户端。建立的数据模型使无线客户端能真实模拟手机、平板客户端的数据交互过程，满足多无线客户端老化测试的模拟。

3能控制无线客户端长时间回放数据流量，不会出现类似手机、平板客户端长时间播放APP后，内存卡顿，系统反应迟钝问题。

3避免真实场景无线客户端老化带机时，手机、平板终端使用年限长后，APP的持续更新需求更大的内存和存储空间，导致老化的手机、平板终端硬件需求无法满足APP使用，使用2-3年需要更新换代的问题。

4通过同时进行的无线抓包，能够监控无线客户端在何时出现掉线异常。并可以通过相关报文分析。

本发明提供的一种基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法，用于模拟测试真实应用场景下无线AP或无线路由器在连接多个无线客户端同时进行长时间无线业务数据传输时，无线AP或无线路由器无线的稳定性。验证包括：(1)无线AP或无线路由器的是否出现无线转发能力下降(通过Testcenter软件实时流量统计实现)。(2)是否导致无线客户端异常掉线(通过无线抓包软件抓取无线的认证和关联报文实现)。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法，其特征在于，包括以下步骤；

S1、抓取无线客户端访问视频的数据报文；

S2、处理抓取获取到的无线客户端的数据报文；

S3、将数据报文导入测试管理工具；

S4、基于测试管理工具构造测试项目和多终端测试数据流。

2.根据权利要求1所述的基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法，其特征在于：在步骤S1中，通过网络封包分析软件抓取无线客户端的数据报文。

3.根据权利要求2所述的基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法，其特征在于：在步骤S2中，对于获取到的数据报文进行过滤处理，数据报文满足:(a)TCP流和UDP流的建立过程完整；(b)报文包含DNS解析过程；(c)报文包含视频播放请求连接过程；(d)报文包含视频播放及缓冲过程。

4.根据权利要求3所述的基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法，其特征在于：在步骤S3中，将数据报文导入测试管理工具；启用测试管理工具，将处理好的无线客户端的数据报文文件导入测试管理工具，测试管理工具上对应生成该数据报文文件的SAPEE目录，目录下包含整个数据报文文件下每条数据流的回放顺序，导入的目的是通过测试管理工具上的SAPEE功能实现数据流的回放。

5.根据权利要求4所述的基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法，其特征在于：在步骤S4中，基于测试管理工具构造测试项目和多终端测试数据流，在测试管理工具上创建一个测试项目，配置客户端IP地址和对应的VLAN TAG，使用SAPEE功能对每个客户端IP都执行抓包回放，运行测试管理工具对每个无线客户端产生基于回放报文的流量负载，并为每个客户端IP地址的数据报文打上对应的VLAN TAG。

6.根据权利要求5所述的基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法，其特征在于：测试管理工具为Testcenter仪器，Testcenter仪器的配套软件为SpirentTestCenter Layer 4-7 Application软件，网络封包分析软件为Wireshark软件。

7.根据权利要求6所述的基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法，其特征在于：在步骤S4包括以下子步骤：

S41、Spirent TestCenter Layer 4-7 Application软件生成Client端到Server端之间所有对应回放的数据流报文和SAPEE播放列表；

S42、进行Spirent TestCenter Layer 4-7 Application软件配置；

S43、Spirent TestCenter Layer 4-7 Application软件上Client端配置模拟客户端数，并为每个客户端的数据报文打上对应VLAN TAG；

S44、运行Spirent TestCenter Layer 4-7 Application软件；

S45、Testcenter仪器的Client口产生数据报文及转发处理；

S46、Testcenter仪器的Server端接收到Client端发送的报文；

S47、Testcenter仪器的Server端根据SAPEE列表应答；

S48、Testcenter仪器的Server端产生数据报文及转发处理；

S49、Testcenter仪器的持续打流及测试结果验收。

8.根据权利要求1所述的基于抓包回放技术的多无线客户端带机老化测试方法，其特征在于：在步骤S1中，通过Wireshark软件抓取无线客户端的数据报文，使用手机终端访问视频APP并进行播放，抓包电脑开启Wireshark软件，通过端口镜像方式复制手机终端播放视频的数据报文。