CN113014451B - 一种双核心局域网冗余可靠性测试系统和方法 - Google Patents
一种双核心局域网冗余可靠性测试系统和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113014451B CN113014451B CN202110211526.4A CN202110211526A CN113014451B CN 113014451 B CN113014451 B CN 113014451B CN 202110211526 A CN202110211526 A CN 202110211526A CN 113014451 B CN113014451 B CN 113014451B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- network
- dual
- core
- tested
- local area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 125
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 30
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 16
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 12
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 12
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims description 7
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims description 6
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 3
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 2
- DWSYCUKCNSVBRA-UHFFFAOYSA-N 4-(5-methylsulfonyltetrazol-1-yl)phenol Chemical compound CS(=O)(=O)C1=NN=NN1C1=CC=C(C=C1)O DWSYCUKCNSVBRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101710167643 Serine/threonine protein phosphatase PstP Proteins 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
- H04L43/50—Testing arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
- H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
- H04L43/0805—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters by checking availability
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/22—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using redundant apparatus to increase reliability
Abstract
一种双核心局域网冗余可靠性测试系统和方法，将待测设备或待测网络区域替换典型双核心局域网系统中的对应部分得到待测双核心局域网系统；通过网络测试仪器向待测双核心局域网系统内发送预设速率的网络流量；对待测双核心局域网系统开展各项冗余可靠性测试，以命令方式实时检测待测双核心局域网系统的网络通信状态；比较各项冗余可靠性测试前后表征网络通信状态的多项指标，以判断待测双核心局域网系统的冗余可靠性。不仅能测试冗余设备可靠性，而且能测试包含多个网络设备、复杂通信链路、多样化通信协议、多种故障类型的网络区域的冗余可靠性。
Description
技术领域
本发明涉通信技术领域，更具体地，涉及一种双核心局域网冗余可靠性测试系统和方法。
背景技术
局域网的不可靠因素直接影响所承载业务的正常运行，甚至可能导致严重的安全事件。为提高局域网的可靠性，电力、能源、交通等领域均在主站业务系统采用双核心局域网结构，从设备、链路、协议等层面实现冗余。现有技术中，设备层面，网络核心通常配置两台高性能交换机进行级联或堆叠，各种不同的应用主机通过两个以上网卡分别接入核心交换机；链路层面，不同层级的设备之间可以按照多种不同的连接方式实现冗余互备；协议层面，通过虚拟路由冗余协议(VRRP)或热备份路由协议(HSRP)实现对外路由的冗余，通过生成树协议(STP)解决冗余链路产生的环路问题，通过链路聚合控制协议(LACP)实现链路动态汇聚，通过双向转发检测(BFD)机制快速检测链路故障，通过网卡绑定实现主机对外通信的冗余。这些冗余技术虽然可以从功能上实现主备切换、负载分担、故障识别、数据流转移等，但也存在一些安全风险。有文献从生成树拓扑控制机制上分析了生成树拓扑控制存在的安全隐患，有文献着重对VRRP协议的网络抖动、负载均衡、初始状态转换机制和STP协议的根桥选举机制、收敛速度慢等问题进行分析和改进。在系统层面，存在冗余技术的“木桶效应”，网络的复杂性可能掩盖潜在的非冗余单点故障，过于追求交换机端口密度和交换能力可能降低系统的可靠性，不合理的冗余配置可能导致网络风暴和网络阻塞，冗余技术间的配合尚未引起较多关注，单设备的性能测试不能满足系统冗余可靠性测试需求，且不便于在运业务系统进行一些高强度、破坏性的在线测试，以免引起在运业务系统网络中断。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种双核心局域网冗余可靠性测试系统和方法，针对双核心局域网冗余可靠性以简化的网络结构实现从设备到网络区域层面的准确测试，保证局域网及其所承载业务系统的稳定可靠运行。
本发明采用如下的技术方案。
一种双核心局域网冗余可靠性测试方法的步骤如下：
步骤1，将待测设备或待测网络区域替换典型双核心局域网系统中的对应部分，得到待测双核心局域网系统；
步骤2，通过网络测试仪器向待测双核心局域网系统内发送预设速率的网络流量；
步骤3，对待测双核心局域网系统开展各项冗余可靠性测试，以命令方式实时检测待测双核心局域网系统的网络通信状态；
步骤4，比较各项冗余可靠性测试前后表征网络通信状态的多项指标，以判断待测双核心局域网系统的冗余可靠性。
优选地，步骤1中，待测设备是指待开展冗余可靠性测试的设备，其中设备包括单一的业务主机、接入交换机、核心交换机、网关设备、外网交换机；待测网络区域，是指以一定网络结构相连的多个设备组成的待开展冗余可靠性测试的区域。
步骤1包括：
步骤1.1，替换时，保留待测设备的原有配置，保留待测网络区域的原有连接状态和配置信息；
步骤1.2，替换后，对待测双核心局域网系统的IP地址、协议信息进行配置，使得这些配置信息与待测设备或待测网络区域原来所在业务环境中的配置信息保持一致。
步骤3包括：
步骤3.1，对待测双核心局域网系统开展硬件冗余可靠性测试，使得待测双核心局域网系统中冗余硬件的其中一个停止工作，再以命令方式实时检测待测试系统的网络通信状态的变化；
步骤3.2，对待测双核心局域网系统开展链路冗余可靠性测试，使得待测双核心局域网系统中冗余链路的其中一条停止工作，再以命令方式实时检测待测试系统的网络通信状态的变化；
步骤3.3，对待测双核心局域网系统开展协议分析测试，人为制造异常事件，再实时检测待测双核心局域网系统中影响冗余可靠性的网络协议的有效性；
步骤3.4，对待测双核心局域网系统开展参数配置测试，改变影响冗余可靠性的参数配置，再以命令方式实时检测待测双核心局域网系统的网络通信状态的变化；
步骤3.5，对待测双核心局域网系统开展对外通信测试，使得担负内部网络和外部网络之间连接功能的其中一台核心交换机或其中一台网关设备停止工作，再以命令方式实时检测待测双核心局域网系统的内部网络与外部网络之间的通信状态的变化；
步骤3.6，对待测双核心局域网系统开展关联故障测试，检测待测双核心局域网系统中不同故障之间的关联性及故障负载转移后非冗余部分的业务承载能力；
步骤3.7，对待测双核心局域网系统开展共因故障测试，检测待测双核心局域网系统中导致冗余环节同时失效的共性因素。
优选地，步骤3.1中，冗余硬件包括冗余接入交换机、冗余核心交换机、非冗余核心交换机的冗余主控板、非冗余核心交换机的冗余电源模块、任一台接入交换机的不同接口、任一台核心交换机的不同接口、任一台测试主机的冗余网卡。
优选地，步骤3.2中，冗余链路包括任一台接入交换机与任一台核心交换机之间的冗余链路、两台核心交换机之间的聚合链路、外网交换机与任一台网关设备之间的链路、与同一台测试主机两个网卡分别相连的两条链路。
优选地，步骤3.3中，异常事件包括交换机之间形成物理环路、同一交换机的两个不同接口间形成物理环路、单芯光纤在同一光端口的发送口和接收口间形成环路、链路频繁中断、网络拓扑不断变化、报文异常、IP地址冲突。
优选地，步骤3.3中，影响冗余可靠性的网络协议包括生成树协议、虚拟路由冗余协议、热备份路由协议、链路聚合控制协议、双向转发检测机制、交换机堆叠配置。
优选地，步骤3.4中，参数包括地址解析协议轮询时间、虚拟路由冗余协议抢占延时。
一种双核心局域网冗余可靠性测试系统包括：典型双核心局域网系统、网络测试仪器、硬件线路；
双核心局域网系统包括测试主机和网络设备，其中网络设备采用接入层、核心层、网关层、外网层的分层结构；接入层的网络设备包括冗余配置的第一接入交换机和第二接入交换机；核心层的网络设备包括冗余配置的第一核心交换机和第二核心交换机；网关层的网络设备包括冗余配置的第一网关设备和第二网关设备；外网层的网络设备包括外网交换机；测试主机包括第一测试主机、第二测试主机和第三测试主机；
网络测试仪器，用于实现二层流量和三层流量的发送、接收和分析功能，其支持的网络协议包括地址解析协议、Internet控制报文协议、传输控制协议、用户数据包协议、开放式最短路径优先协议；其支持开展的测试项包括延迟、抖动、流量、丢包率；
硬件线路，用于实现网络连接，包括不同模式和接口的光纤、支持不同网络协议的网线。
优选地，在第一测试主机、第二测试主机和第三测试主机之间建立通信连接，并通过命令方式实时检测网络通信状态，命令包括因特网包探索器命令、地址解析协议命令、网络接口卡命令、内核中访问网络连接状态及其相关信息的命令、系统活动情况报告命令。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，提供了一种准确、可靠、灵活的测试系统和方法。不仅能够测试冗余设备的可靠性，而且能够测试包含多个网络设备、复杂通信链路、多样化通信协议、多种故障类型的网络区域的冗余可靠性；能够发现复杂网络可能掩盖的潜在非冗余单点故障，及时判断不合理的网络结构和参数配置，从系统层面挖掘不同冗余环节之间的配合问题；甚至可以在测试系统中进行一些高强度、破坏性的测试，而不致引起在运业务系统网络中断，从而保证局域网及其所承载业务系统的稳定可靠运行。
附图说明
图1为本发明双核心局域网冗余可靠性测试方法的流程图；
图2为本发明双核心局域网冗余可靠性测试系统的示意图；
图3为本发明双核心局域网冗余可靠性测试系统中核心交换机和接入交换机间的连接方式示意图；
图4为本发明实施例2中含堆叠交换机的局域网组网结构示意图；
图5为本发明实施例3中配置VRRP的局域网组网结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
实施例1。
如图1，一种双核心局域网冗余可靠性测试方法的步骤如下：
步骤1，将待测设备或待测网络区域替换典型双核心局域网系统中的对应部分，得到待测双核心局域网系统。
具体地，步骤1中，待测设备是指待开展冗余可靠性测试的设备，其中设备包括单一的业务主机、接入交换机、核心交换机、网关设备、外网交换机；待测网络区域，是指以一定网络结构相连的多个设备组成的待开展冗余可靠性测试的区域。
本优选实施例中，待测双核心局域网系统不仅能够测试冗余设备的可靠性，而且能够测试包含多个网络设备、复杂通信链路、多样化通信协议、多种故障类型的网络区域的冗余可靠性。
步骤1包括：
步骤1.1，替换时，保留待测设备的原有配置，保留待测网络区域的原有连接状态和配置信息；
步骤1.2，替换后，对待测双核心局域网系统的IP地址、协议信息进行配置，使得这些配置信息与待测设备或待测网络区域原来所在业务环境中的配置信息保持一致。
值得注意的是，待测双核心局域网系统的配置信息包括但不限于IP地址、协议信息，所属领域技术人员根据实际业务环境确定不同的待测双核心局域网系统的配置信息，本发明优选实施例选择的IP地址、协议信息这两种配置信息是一种非限制性的较优选择。
步骤2，通过网络测试仪器向待测双核心局域网系统内发送预设速率的网络流量。
本优选实施例中，网络测试仪器向待测双核心局域网系统内发送预设速率的网络流量为50％速率的ARP广播，值得注意的是，所属领域技术人员可以选择不同的预设速率的网络流量作为网络测试仪器的输出信号，本发明选择的50％速率的ARP广播是一种非限制性的较优选择，该网络流量及其相关的可替换内容均落入本发明的发明构思范围之内。
步骤3，对待测双核心局域网系统开展各项冗余可靠性测试，以命令方式实时检测待测双核心局域网系统的网络通信状态。
本发明优选实施例中，命令包括但不限于因特网包探索器命令(ping)、地址解析协议命令(ARP)、网络接口卡命令(ifconfig)、内核中访问网络连接状态及其相关信息的命令(netstat)、系统活动情况报告命令(sar)。
具体地，
步骤3包括：
步骤3.1，对待测双核心局域网系统开展硬件冗余可靠性测试，使得待测双核心局域网系统中冗余硬件的其中一个停止工作，再以命令方式实时检测待测试系统的网络通信状态的变化。
具体地，步骤3.1中，冗余硬件包括冗余接入交换机、冗余核心交换机、非冗余核心交换机的冗余主控板、非冗余核心交换机的冗余电源模块、任一台接入交换机的不同接口、任一台核心交换机的不同接口、任一台测试主机的冗余网卡。
本发明优选实施例中，一般要求，测试过程中发生冗余硬件设备间的切换，切换时间不大于1s，网络中断时间不大于3s，抖动不大于100ms，丢包率不大于1％，吞吐量不小于50Mb/s。
步骤3.2，对待测双核心局域网系统开展链路冗余可靠性测试，使得待测双核心局域网系统中冗余链路的其中一条停止工作，再以命令方式实时检测待测试系统的网络通信状态的变化。
具体地，步骤3.2中，冗余链路包括任一台接入交换机与任一台核心交换机之间的冗余链路、两台核心交换机之间的聚合链路、外网交换机与任一台网关设备之间的链路、与同一台测试主机两个网卡分别相连的两条链路。
步骤3.3，对待测双核心局域网系统开展协议分析测试，人为制造异常事件，再实时检测待测双核心局域网系统中影响冗余可靠性的网络协议的有效性。
具体地，步骤3.3中，异常事件包括交换机之间形成物理环路、同一交换机的两个不同接口间形成物理环路、单芯光纤在同一光端口的发送口和接收口间形成环路、链路频繁中断、网络拓扑不断变化、报文异常、IP地址冲突。
具体地，步骤3.3中，影响冗余可靠性的网络协议包括生成树协议、虚拟路由冗余协议(VRRP)、热备份路由协议(HSRP)、链路聚合控制协议(STP)、双向转发检测机制(LACP)、交换机堆叠配置(BFD)。
步骤3.4，对待测双核心局域网系统开展参数配置测试，改变影响冗余可靠性的参数配置，再以命令方式实时检测待测双核心局域网系统的网络通信状态的变化。
具体地，步骤3.4中，参数包括地址解析协议(ARP)轮询时间、虚拟路由冗余协议(VRRP)抢占延时。
步骤3.5，对待测双核心局域网系统开展对外通信测试，使得担负内部网络和外部网络之间连接功能的其中一台核心交换机或其中一台网关设备停止工作，再以命令方式实时检测待测双核心局域网系统的内部网络与外部网络之间的通信状态的变化；
步骤3.6，对待测双核心局域网系统开展关联故障测试，检测待测双核心局域网系统中不同故障之间的关联性及故障负载转移后非冗余部分的业务承载能力；
步骤3.7，对待测双核心局域网系统开展共因故障测试，检测待测双核心局域网系统中导致冗余环节同时失效的共性因素。共因故障包括但不限于电源故障、网络风暴。
步骤4，比较各项冗余可靠性测试前后表征网络通信状态的多项指标，以判断待测双核心局域网系统的冗余可靠性。
如图2，一种双核心局域网冗余可靠性测试系统包括：典型双核心局域网系统、网络测试仪器、硬件线路。
双核心局域网系统包括测试主机和网络设备，其中网络设备采用接入层、核心层、网关层、外网层的分层结构。
接入层的网络设备包括冗余配置的第一接入交换机和第二接入交换机；核心层的网络设备包括冗余配置的第一核心交换机和第二核心交换机；网关层的网络设备包括冗余配置的第一网关设备和第二网关设备；外网层的网络设备包括外网交换机。
测试主机包括第一测试主机、第二测试主机和第三测试主机。
本优选实施例中，各测试主机配置有两块及以上的独立网卡，且能够设置不同的网卡绑定模式。第一接入交换机和第二接入交换机均是两层交换机；第一核心交换机和第二核心交换机均是三层交换机，均配置两个电源模块和两个双主控板；第一网关设备和第二网关设备包括：防火墙、路由器、三层交换机。
本优选实施例中，第一测试主机通过两个独立网卡分别与第一接入交换机和第二接入交换机进行直接网络连接，连接线路分别为第一链路L1和第二链路L2；第二测试主机通过两个独立网卡分别与第一核心交换机和第二核心交换机进行直接网络连接，连接线路分别为第八链路L8和第九链路L9；第三测试主机与外网交换机进行直接网络连接，连接线路为第十七链路L17。
第一接入交换机和第二接入交换机通过交叉互联或者链路聚合的方式与第一核心交换机和第二核心交换机进行直接网络连接，连接线路分别为第四链路L4、第五链路L5、第六链路L6和第七链路L7。
第一核心交换机和第二核心交换机分别与第一网关设备和第二网关设备进行直接网络连接，连接线路分别为第十三链路L13和第十四链路L14。
外网交换机与第一网关设备和第二网关设备均进行直接网络连接，连接线路分别为第十五链路L15和第十六链路L16。
第一接入交换机和第二接入交换机之间可以选择性地不进行网络连接，即第三链路L3包括连通和断开两种状态；
第一核心交换机和第二核心交换机之间的网络连接方式为级联方式或堆叠方式，连接线路为第十链路L10；第一网关设备和第二网关设备之间可以选择性地进行网络连接，在进行网络连接时，可以配置负载均衡模式、热备用模式。
级联方式下，第一核心交换机和第二核心交换机之间通过两根以上的通信线路进行链路聚合；堆叠方式下，第一核心交换机和第二核心交换机之间的堆叠链路支持聚合功能。
如图3，两台接入交换机通过交叉互联或者链路聚合的方式与两台核心交换机进行网络连接，存在多种不同的接线方式，包括无环路型、口字型、倒三角型、全连接型。
值得注意的是，本领域技术人员可以任意选择两台接入交换机之间的接线方式，本发明中使用的无环路型、口字型、倒三角型、全连接型仅是一种优选但非限制性的实施方式，本领域技术人员可以选择更多或者更少，这四种以内或者这四种以外的两台接入交换机之间的接线方式，两台接入交换机之间的接线方式的替代均落入本发明的发明构思范围之内。
网络测试仪器4，其在测试系统中的位置可以灵活变换，用于实现二层流量和三层流量的发送、接收和分析功能，其支持的网络协议包括地址解析协议(ARP)、Internet控制报文协议(ICMP)、传输控制协议(TCP)、用户数据包协议(UDP)、开放式最短路径优先协议(OSPF)；其支持开展的测试项包括延迟、抖动、流量、丢包率。
硬件线路，用于实现网络连接，包括不同模式和接口的光纤、支持不同网络协议的网线。
具体地，在第一测试主机、第二测试主机和第三测试主机之间建立通信连接，并通过命令方式实时监视网络通信状态，命令包括但不限于ping、ARP、ifconfig、netstat、sar。
本发明优选实施例中，典型双核心局域网系统中统一划分虚拟局域网(VLAN)，各网络设备的IP地址参照表1设置。
表1典型双核心局域网系统的IP分配表
实施例2。
如图4，在实施例1的基础上，将两台通过级联方式相连的核心交换机替换为配置IRF堆叠模式的两台核心交换机，
两台核心交换机之间的堆叠链路支持聚合功能，两台核心交换机和两台接入交换机之间的物理链路也进行聚合，多条链路之间可以互为备用也可以进行负载分担。
通过多主检测(MAD)机制实现堆叠分裂检测、冲突处理和故障恢复，主要有LACP、BFD等模式，可同时配置冗余的MAD模式。
对于图4所示的含堆叠交换机的双核心局域网，其冗余可靠性测试方法与实施例1中的测试方法一致。
实施例3。
如图5，提出一种配置VRRP的双核心局域网，适用于本发明提出的冗余可靠性测试方法。该局域网系统与实施例1中双核心局域网系统的物理结构区别在于，将两台核心交换机接入了同一台网关设备内防火墙的不同接口。
该双核心局域网系统中网络统一划分为4个VLAN，分别为：VLAN1、VLAN2、VLAN101、VLAN102。VLAN1存在于两台接入交换机、两台核心交换机、外网交换机、两台测试主机；VLAN2存在于两台接入交换机、两台核心交换机和第一测试主机；VLAN101存在于第一核心交换机和网关设备内防火墙；VLAN102存在于第二核心交换机和网关设备内防火墙；各网络设备的IP地址参照表2设置。
表2实施例3VRRP配置中的IP分配表
| 设备名 | VLAN1 | VLAN2 | VLAN101 | VLAN102 |
| 第一接入交换机 | 11.01.64.251/24 | 11.01.66.251/24 | / | / |
| 第二接入交换机 | 11.01.64.252/24 | 11.01.66.252/24 | / | / |
| 第一核心交换机 | 11.01.64.254/24 | 11.01.66.254/24 | 192.168.200.1/24 | / |
| 第二核心交换机 | 11.01.64.253/24 | 11.01.66.253/24 | / | 192.168.200.1/24 |
| 网关设备 | / | / | 192.168.100.2/24 | 192.168.200.2/24 |
| 外网交换机 | 11.01.85.250/24 | / | / | / |
| 第一测试主机 | / | 11.01.66.11/24 | / | / |
| 第二测试主机 | 11.01.64.12/24 | / | / | / |
| 第三测试主机 | 11.01.85.13/24 | / | / | / |
配置两个VRRP组：第一虚拟接口对应vrid1，第二虚拟接口对应vrid2；第一核心交换机为vrid1的Master，第二核心交换机为vrid2的Master。
对于配置两个MSTP实例：实例1对应VLAN1，实例2对应VLAN2；第一核心交换机为实例1的根，第二核心交换机为实例2的根。
基于上述实施例中的测试系统和方法，根据网卡绑定、虚拟路由协议、交换机堆叠等冗余测试结果，确定了ARP轮询时间、VRRP抢占延时等配置参数的合理范围，揭示出生成树协议在链路频繁中断时对网络故障的放大作用，发现网卡主备模式下备用网卡状态难以得到实时监视，网卡负载均衡模式下侦测不到非直连链路异常；交换机堆叠后增加了非冗余潜在故障点，冗余多主检测机制可降低堆叠分裂风险。后续可以基于这些测试结果提出双核心局域网冗余可靠性提升方案，指导局域网的设计、建设和运维。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，提供了一种准确、可靠、灵活的测试系统和方法。不仅能够测试冗余设备的可靠性，而且能够测试包含多个网络设备、复杂通信链路、多样化通信协议、多种故障类型的网络区域的冗余可靠性；能够发现复杂网络可能掩盖的潜在非冗余单点故障，及时判断不合理的网络结构和参数配置，从系统层面挖掘不同冗余环节之间的配合问题；甚至可以在测试系统中进行一些高强度、破坏性的测试，而不致引起在运业务系统网络中断，从而保证局域网及其所承载业务系统的稳定可靠运行。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种双核心局域网冗余可靠性测试方法，其特征在于，
所述测试方法的步骤如下：
步骤1，将待测设备或待测网络区域替换典型双核心局域网系统中的对应部分，得到待测双核心局域网系统；
步骤2，通过网络测试仪器向待测双核心局域网系统内发送预设速率的网络流量；
步骤3，对待测双核心局域网系统开展各项冗余可靠性测试，以命令方式实时检测待测双核心局域网系统的网络通信状态；
步骤3包括：
步骤3.1，对待测双核心局域网系统开展硬件冗余可靠性测试，使得待测双核心局域网系统中冗余硬件的其中一个停止工作，再以命令方式实时检测待测试系统的网络通信状态的变化；
步骤3.2，对待测双核心局域网系统开展链路冗余可靠性测试，使得待测双核心局域网系统中冗余链路的其中一条停止工作，再以命令方式实时检测待测试系统的网络通信状态的变化；
步骤3.3，对待测双核心局域网系统开展协议分析测试，人为制造异常事件，再实时检测待测双核心局域网系统中影响冗余可靠性的网络协议的有效性；
步骤3.4，对待测双核心局域网系统开展参数配置测试，改变影响冗余可靠性的参数配置，再以命令方式实时检测待测双核心局域网系统的网络通信状态的变化；
步骤3.5，对待测双核心局域网系统开展对外通信测试，使得担负内部网络和外部网络之间连接功能的其中一台核心交换机或其中一台网关设备停止工作，再以命令方式实时检测待测双核心局域网系统的内部网络与外部网络之间的通信状态的变化；
步骤3.6，对待测双核心局域网系统开展关联故障测试，检测待测双核心局域网系统中不同故障之间的关联性及故障负载转移后非冗余部分的业务承载能力；
步骤3.7，对待测双核心局域网系统开展共因故障测试，检测待测双核心局域网系统中导致冗余环节同时失效的共性因素；
步骤4，比较各项冗余可靠性测试前后表征网络通信状态的多项指标，以判断待测双核心局域网系统的冗余可靠性。
2.根据权利要求1所述的一种双核心局域网冗余可靠性测试方法，其特征在于，
步骤1中，所述待测设备是指待开展冗余可靠性测试的设备，其中设备包括单一的业务主机、接入交换机、核心交换机、网关设备、外网交换机；
所述待测网络区域，是指以一定网络结构相连的多个设备组成的待开展冗余可靠性测试的区域。
3.根据权利要求1所述的一种双核心局域网冗余可靠性测试方法，其特征在于，
步骤1包括：
步骤1.1，替换时，保留待测设备的原有配置，保留待测网络区域的原有连接状态和配置信息；
步骤1.2，替换后，对待测双核心局域网系统的IP地址、协议信息进行配置，使得这些配置信息与待测设备或待测网络区域原来所在业务环境中的配置信息保持一致。
4.根据权利要求1所述的一种双核心局域网冗余可靠性测试方法，其特征在于，
步骤3.1中，所述冗余硬件包括冗余接入交换机、冗余核心交换机、非冗余核心交换机的冗余主控板、非冗余核心交换机的冗余电源模块、任一台接入交换机的不同接口、任一台核心交换机的不同接口、任一台测试主机的冗余网卡。
5.根据权利要求1所述的一种双核心局域网冗余可靠性测试方法，其特征在于，
步骤3.2中，所述冗余链路包括任一台接入交换机与任一台核心交换机之间的冗余链路、两台核心交换机之间的聚合链路、外网交换机与任一台网关设备之间的链路、与同一台测试主机两个网卡分别相连的两条链路。
6.根据权利要求1所述的一种双核心局域网冗余可靠性测试方法，其特征在于，
步骤3.3中，异常事件包括交换机之间形成物理环路、同一交换机的两个不同接口间形成物理环路、单芯光纤在同一光端口的发送口和接收口间形成环路、链路频繁中断、网络拓扑不断变化、报文异常、IP地址冲突；
步骤3.3中，影响冗余可靠性的网络协议包括生成树协议、虚拟路由冗余协议、热备份路由协议、链路聚合控制协议。
7.根据权利要求1所述的一种双核心局域网冗余可靠性测试方法，其特征在于，
步骤3.4中，所述参数包括地址解析协议轮询时间、虚拟路由冗余协议抢占延时。
8.一种双核心局域网冗余可靠性测试系统，实现权利要求1至7任一项所述的一种双核心局域网冗余可靠性测试方法，其特征在于，
所述可靠性测试系统包括：典型双核心局域网系统、网络测试仪器、硬件线路；
所述双核心局域网系统包括测试主机和网络设备，其中网络设备采用接入层、核心层、网关层、外网层的分层结构；所述接入层的网络设备包括冗余配置的第一接入交换机和第二接入交换机；所述核心层的网络设备包括冗余配置的第一核心交换机和第二核心交换机；所述网关层的网络设备包括冗余配置的第一网关设备和第二网关设备；所述外网层的网络设备包括外网交换机；所述测试主机包括第一测试主机、第二测试主机和第三测试主机；
所述网络测试仪器，用于实现二层流量和三层流量的发送、接收和分析功能，其支持的网络协议包括地址解析协议、Internet控制报文协议、传输控制协议、用户数据包协议、开放式最短路径优先协议；其支持开展的测试项包括延迟、抖动、流量、丢包率；
所述硬件线路，用于实现网络连接，包括不同模式和接口的光纤、支持不同网络协议的网线。
9.根据权利要求8所述的一种双核心局域网冗余可靠性测试系统，其特征在于，
在第一测试主机、第二测试主机和第三测试主机之间建立通信连接，并通过命令方式实时检测网络通信状态，命令包括因特网包探索器命令、地址解析协议命令、网络接口卡命令、内核中访问网络连接状态及其相关信息的命令、系统活动情况报告命令。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110211526.4A CN113014451B (zh) | 2021-02-25 | 2021-02-25 | 一种双核心局域网冗余可靠性测试系统和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110211526.4A CN113014451B (zh) | 2021-02-25 | 2021-02-25 | 一种双核心局域网冗余可靠性测试系统和方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113014451A CN113014451A (zh) | 2021-06-22 |
| CN113014451B true CN113014451B (zh) | 2022-07-26 |
Family
ID=76385810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110211526.4A Active CN113014451B (zh) | 2021-02-25 | 2021-02-25 | 一种双核心局域网冗余可靠性测试系统和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113014451B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113949494A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-01-18 | 上海许继电气有限公司 | 一种基于Linux系统双网卡绑定的监控系统和方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105610555A (zh) * | 2016-02-19 | 2016-05-25 | 北京宇航系统工程研究所 | 一种实用的系统级冗余通信网络架构 |
| CN109358490A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-02-19 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种冗余设备及其测试方法、系统和存储介质 |
| CN110266563A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-09-20 | 上海外高桥造船有限公司 | 智能船舶网络集成平台的测试方法 |
| CN111901187A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-11-06 | 浪潮电子信息产业股份有限公司 | 一种测试方法、装置、设备及存储介质 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2537091A4 (en) * | 2010-02-16 | 2014-08-06 | Freescale Semiconductor Inc | DATA PROCESSING METHOD, DATA PROCESSOR, AND APPARATUS COMPRISING DATA PROCESSOR |
| CN102164058A (zh) * | 2011-05-13 | 2011-08-24 | 北京航空航天大学 | 基于iec61850标准变电站通信网络与系统测试方法 |
-
2021
- 2021-02-25 CN CN202110211526.4A patent/CN113014451B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105610555A (zh) * | 2016-02-19 | 2016-05-25 | 北京宇航系统工程研究所 | 一种实用的系统级冗余通信网络架构 |
| CN109358490A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-02-19 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种冗余设备及其测试方法、系统和存储介质 |
| CN110266563A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-09-20 | 上海外高桥造船有限公司 | 智能船舶网络集成平台的测试方法 |
| CN111901187A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-11-06 | 浪潮电子信息产业股份有限公司 | 一种测试方法、装置、设备及存储介质 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 核电厂安全级保护系统冗余性测试设计与实现;汪绩宁;《中国仪器仪表》;20150722;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113014451A (zh) | 2021-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100831639B1 (ko) | 정보 처리 장치, 통신 부하 분산 방법 및 통신 부하 분산프로그램을 기록한 기록 매체 | |
| CN102984057B (zh) | 一种多业务一体化双冗余网络系统 | |
| US20080215910A1 (en) | High-Availability Networking with Intelligent Failover | |
| CN1925496B (zh) | 一种具有多网卡终端设备的网络层负载分担系统和方法 | |
| US8230115B2 (en) | Cable redundancy with a networked system | |
| US9647879B2 (en) | Network backup device and network system | |
| US9384102B2 (en) | Redundant, fault-tolerant management fabric for multipartition servers | |
| CN113014451B (zh) | 一种双核心局域网冗余可靠性测试系统和方法 | |
| JP4724763B2 (ja) | パケット処理装置およびインタフェースユニット | |
| US9774675B2 (en) | Automatic redundant logical connections | |
| CN101895444A (zh) | Atca刀片服务器双机系统、连接方法及测试方法 | |
| US20100061229A1 (en) | Fast ring redundancy of a network | |
| CN106375209B (zh) | 一种采用网络质量分析技术的楼宇宽带节点自切换装置 | |
| CN103001831A (zh) | 一种测试多激活检测性能的系统及方法 | |
| JP5929720B2 (ja) | 通信システムおよびネットワーク中継装置 | |
| JP4320602B2 (ja) | 加入者ユニット冗長システムおよび加入者ユニット冗長方法 | |
| CN108092834B (zh) | 一种测试多激活检测性能的系统及方法 | |
| CA3214690A1 (en) | Passive optical network for utility infrastructure resiliency | |
| CN103684719A (zh) | 一种与平台无关的网络双冗余热切换方法 | |
| CN112087400B (zh) | 一种基于EtherCAT从站芯片的网络流量镜像系统及方法 | |
| CN100484041C (zh) | 一种在宽带网络中实现大业务量数据测试的装置 | |
| CN114301948A (zh) | 一种用于高炉生产的工业控制网络架构 | |
| Han et al. | Computer network failure and solution | |
| KR101406735B1 (ko) | 네트워크 백업 장치 및 이를 구비한 네트워크 시스템 | |
| KR20100047388A (ko) | 디지털 회로를 이용한 10 기가 이더넷 용 장애 복구 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |