CN112187559B - 列车骨干网交换机初运行时间的自动化测试装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种列车骨干网交换机初运行时间的自动化测试装置，包括电源单元、以太网分析单元、控制单元和开关单元，电源单元与至少一台交换机通过开关单元相连，以太网分析单元分别与各交换机相连；控制单元分别与以太网分析单元和开关单元相连。本发明还公开了一种测试方法，包括：S01、给骨干网中各交换机提供电源；S02、控制单元控制以太网分析单元发送数据流的速率，并通过发送端发送数据流至交换机；S03、开关单元动作，触发与以太网分析单元相连的交换机发生初运行；S04、统计以太网分析单元接收端丢失的以太网数据包；S05、通过以太网数据包与数据流的速率得到初运行时间。本发明的装置及方法均具有自动化程度高、可靠性高等优点。

Description

列车骨干网交换机初运行时间的自动化测试装置及方法
技术领域
本发明主要涉及列车网络测试技术领域，特指一种列车骨干网交换机初运行时间的自动化测试装置及方法。
背景技术
随着以太网技术的飞速发展，将以太网技术应用于列车通信网络成为近年来研究的重点。IEC 61375-2-5国际标准规定列车总线采用以太网列车骨干网(Ethernet TrainBackbone，ETB)。ETB网络采用双层网络拓扑，其中ETB为骨干网，车辆设备通过车厢总线构成各个组网，通过骨干网上的节点进行组间通信。
列车骨干网交换机的初运行实际上是对ETB网络进行配置的全部过程，在IEC61375-2-5标准中规定列车在进行网络初运行时，每个节点都必须首先运行TTDP协议(Train Topology Discovery Protocol，列车拓扑发现协议)，该协议通常是发生在骨干网拓扑发生变化时运行。该协议的主要目的是：
1、建立物理拓扑：检测骨干网络上的主、备交换机，建立ETBN列表，表明交换机的连接顺序和方向；
2、建立逻辑拓扑：检测网络上的列车子网，建立列车子网列表；
3、建立路由表；
4、建立ETB列车拓扑数据库。
该协议会在所有列车节点间动态地更新一次拓扑结构，并根据TTDP的结果来设置新的列车IP映射，快速的完成列车拓扑结构的变化，并尽快维持网络稳定，是列车骨干网交换机的重要性能指标。所以准确的测试出列车骨干网交换机初运行时间尤为重要。
目前对骨干网交换机的初运行时间测试主要采用查看骨干网交换机(ETBN)记录的测试方法。ETBN的软件中存在初运行的状态机，状态机中有未初运行、初运行、等待三个状态，当软件从未初运行状态跳转到初运行状态时，在flash中触发一条时间戳(T1)记录，当软件从初运行状态跳转到未初运行状态，在flash中触发一条时间戳(T2)记录。初运行时间即为：T2-T1，此种方法的缺点是：
1、准确性较低：查看记录的测试方法，并没有考虑真正的通信场景。考虑到一种情况：记录中已经完成了初运行的记录，但是实际上，初运行并没有成功，跨编组的通信并没有恢复。采用此种方法，容易出现较大的偏差；
2、可靠性较低：当出现flash硬件损坏、模块记录失败等情况下，无法计算测试结果；
3、效率较低：因为每次均需要人工下载flash数据，查看记录里的时间，再手动计算两次记录的时间差，导致计算效率较低；
4、可移植性差：不同项目中的ETBN由于flash大小的原因和记录模式的不同，可能导致某些项目的ETBN初运行并不触发记录，所以此方法不具备可移植性。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、自动化程度高的列车骨干网交换机初运行时间的自动化测试装置，并相应提供一种可靠性高、自动化程度高的测试方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种列车骨干网交换机初运行时间的自动化测试装置，包括电源单元、以太网分析单元、控制单元和开关单元，所述电源单元用于提供骨干网中各交换机的电源，并与至少一台交换机通过开关单元相连，所述以太网分析单元分别与各交换机相连；所述控制单元分别与以太网分析单元和开关单元相连，用于控制开关单元的通断和以太网分析单元中以太网流量的发送与接收，以进行初运行时间的自动化测试。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述以太网分析单元为以太网流量分析仪。
所述以太网流量分析仪的发送端与其中某编组中的交换机主机相连，接收端与另一编组中交换机备机相连。
所述开关单元为继电器。
所述控制单元和以太网分析单元通过以太网接口相连。
本发明还公开了一种基于如上所述的列车骨干网交换机初运行时间的自动化测试装置的测试方法，包括以下步骤：
S01、电源单元上电，给骨干网中各交换机提供电源；
S02、控制单元控制以太网分析单元发送数据流的速率，并通过发送端发送数据流至交换机；
S03、开关单元动作，触发与以太网分析单元相连的交换机发生初运行；
S04、控制单元统计以太网分析单元接收端丢失的以太网数据包；
S05、通过丢失的以太网数据包与数据流的速率得到初运行时间。
作为上述技术方案的进一步改进：
在步骤S05之后，多次执行步骤S03～S05，得到初运行时间的平均值。
在步骤S03中开关单元动作预设时间段后，再执行步骤S04。
所述预设时间段不小于5秒。
所述执行步骤S03～S05的次数为50～120次。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)高效性：使用PC机作为上位机控制整个测试流程，实现了自动化测试，摆脱了手工测试，提高了测试效率。
(2)高可靠性：由于整个测试过程没有参考交换机模块的任何记录数据，整个测试过程不会出现交换机模块记录失败异常导致的测试失败。
(3)高准确性：由于该测试方法是利用初运行导致通信中断，通过丢失的包推算出初运行时间。考虑到通信的实际场景，计算值更准确、更有利用价值。
(4)高复用性：该测试方法可以复用到各个项目的交换机模块中。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图。
图2为本发明的方法流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本实施例的列车骨干网交换机初运行时间的自动化测试装置，包括电源单元(图1中的Power)、以太网分析单元、控制单元和开关单元，电源单元用于提供骨干网中各交换机(图1中包括1～3编组交换机，每编组交换机包括主机和备机，各交换机均通讯相连)的电源，并与至少一台交换机(图1中的3编组交换机)通过开关单元相连，以太网分析单元分别与1～2编组交换机相连；控制单元分别与以太网分析单元和开关单元相连，用于控制开关单元的通断和以太网分析单元中以太网流量的发送与接收，以进行初运行时间的自动化测试，具体测试过程参考下述测试方法。
本实施例中，以太网分析单元为以太网流量分析仪，包括发送端和接收端，其中发送端与1编组交换机的主机相连，接收端与2编组交换机的备机相连；以太网流量分析仪通过以太网接口与控制单元(图1中的客户端主机)相连，另控制单元通过API接口控制以太网流量分析仪的相关测试程序。另外，开关单元采用继电器或接触器等，开关单元的通断控制对应编组交换机的启动与停机。
如图2所示，本发明公开了一种基于如上所述的列车骨干网交换机初运行时间的自动化测试装置的测试方法，包括以下步骤：
S01、电源单元上电，给骨干网中各交换机提供电源；
S02、控制单元控制以太网分析单元发送数据流的速率，并通过发送端发送数据流至交换机；
S03、开关单元动作，触发与以太网分析单元相连的交换机发生初运行；
S04、控制单元统计以太网分析单元接收端丢失的以太网数据包；
S05、通过丢失的以太网数据包与数据流的速率得到初运行时间。
本实施例中，在步骤S05之后，执行步骤S03～S05共100次，得到初运行时间的平均值。当然，在此并不对次数进行限定，可以在50～120次之间进行选择。另外，在步骤S03中开关单元动作预设时间段(如5S)后，再执行步骤S04。
下面结合一具体实施例将本发明的测试装置与方法进行结合说明：
(1)继电器闭合，电源单元上电，三个编组交换机(ETBN)同时上电；
(2)控制单元(PC)用API控制以太网流量分析仪(STC)，设置6#端口发送单播数据流的速率(如：StreamSpeed＝1000fps/s)，并发送数据流；
(3)PC控制继电器动作，触发1编组和2编组的ETBN发生初运行；
(4)PC等待5秒；
(5)PC用API控制以太网流量分析仪，统计以太网流量分析仪本次7#端口丢失的以太网数据包(LostNum)；
(6)PC计算初运行时间：LostNum/StreamSpeed；
(7)重复步骤(3)～(6)共100次；
(8)将步骤(7)得到的100个结果数累加，除以100，即得到初运行时间平均值。
本发明具有的技术效果有：
(1)高效性：使用PC机作为上位机控制整个测试流程，实现了自动化测试，摆脱了手工测试，提高了测试效率；
(2)高可靠性：由于整个测试过程没有参考交换机模块的任何记录数据，整个测试过程不会出现交换机模块记录失败异常导致的测试失败；
(3)高准确性：由于该测试方法是利用初运行导致通信中断，通过丢失的包推算出初运行时间。考虑到通信的实际场景，计算值更准确、更有利用价值；
(4)高复用性：该测试方法可以复用到各个项目的交换机模块中。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于列车骨干网交换机初运行时间的自动化测试装置的测试方法，所述列车骨干网交换机初运行时间的自动化测试装置包括电源单元、以太网分析单元、控制单元和开关单元，所述电源单元用于提供骨干网中各交换机的电源，并与至少一台交换机通过开关单元相连，所述以太网分析单元分别与各交换机相连；所述控制单元分别与以太网分析单元和开关单元相连，用于控制开关单元的通断和以太网分析单元中以太网流量的发送与接收，以进行初运行时间的自动化测试；其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：
S01、电源单元上电，给骨干网中各交换机提供电源；
S02、控制单元控制以太网分析单元发送数据流的速率，并通过发送端发送数据流至交换机；
S03、开关单元动作，触发与以太网分析单元相连的交换机发生初运行；
S04、控制单元统计以太网分析单元接收端丢失的以太网数据包；
S05、通过丢失的以太网数据包与数据流的速率得到初运行时间。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在步骤S05之后，多次执行步骤S03～S05，得到初运行时间的平均值。
3.根据权利要求1或2所述的测试方法，其特征在于，在步骤S03中开关单元动作预设时间段后，再执行步骤S04。
4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述预设时间段不小于5秒。
5.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述执行步骤S03～S05的次数为50～120次。
6.根据权利要求1所述的基于列车骨干网交换机初运行时间的自动化测试装置的测试方法，其特征在于，所述以太网分析单元为以太网流量分析仪。
7.根据权利要求6所述的基于列车骨干网交换机初运行时间的自动化测试装置的测试方法，其特征在于，所述以太网流量分析仪的发送端与其中某编组中的交换机主机相连，接收端与另一编组中交换机备机相连。
8.根据权利要求1所述的基于列车骨干网交换机初运行时间的自动化测试装置的测试方法，其特征在于，所述开关单元为继电器。
9.根据权利要求1所述的基于列车骨干网交换机初运行时间的自动化测试装置的测试方法，其特征在于，所述控制单元和以太网分析单元通过以太网接口相连。
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