CN114025258B - 基于vlan划分的光纤以太网交换机测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于VLAN划分的光纤以太网交换机测试方法，在以太网板卡上根据被测光纤以太网交换机的以太网接口的数量虚拟对应数量的VLAN以及VLAN ID，以太网板卡上其中一个与被测光纤以太网交换机的万兆以太网接口连接，另一个与内置交换机的万兆以太网接口连接；被测光纤以太网交换机的剩余以太网接口通过网线连接内置交换机上的以太网接口；对以太网板卡、内置交换机、被测光纤以太网交换机的VLAN进行设置，完成测试环境配置。本发明使每个虚拟VLAN的数据收发都只能经由外部特定的光纤以太网接口进行转发，即可实现使用两个本地连接网口测试具备任意个数光纤以太网接口被测产品。

Description

基于VLAN划分的光纤以太网交换机测试方法

技术领域

本发明涉及对航空电子产品的测试，特别涉及一种基于VLAN划分的光纤以太网交换机测试方法。

背景技术

光纤以太网技术是现在两大主流通讯技术的融合和发展，即以太网和光网络。它集中了以太网和光网络的优点，如以太网应用普遍、价格低廉、组网灵活、管理简单，光网络可靠性高、容量大。光纤以太网产品可以借助以太网设备采用以太网数据包格式实现WAN通信业务。目前，光纤以太网可以实现10Mbps、100Mbps以及1Gbps等标准以太网速度。在航空电子通讯领域，目前已采用光纤以太网技术作为一种主要的数据通讯方式，因此大多数的航空电子产品都具备光纤以太网通讯接口。光纤以太网交换机作为众多航空电子产品的数据通讯中继，其功能和性能的稳定性尤为重要，因此需要对光纤以太网交换机进行准确、严格的测试。

由于测试使能产品端光纤以太网物理接口数量有限，无法满足对具有几十个光纤以太网接口的被测产品通过一对一的物理连接进行接口通断测试。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种基于VLAN划分的光纤以太网交换机的测试方法，通过在测试主机上虚拟出多个VLAN，使每个虚拟VLAN的数据收发都只能经由外部特定的光纤以太网接口进行转发，即可实现使用两个本地连接网口测试具备任意个数(上限为一个网卡可虚拟出的VLAN个数)光纤以太网接口被测产品。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种基于VLAN划分的光纤以太网交换机测试方法，包含以下步骤：

步骤一、将被测光纤以太网交换机、自动化测试设备组成一个测试环境；其中：

自动化测试设备包含测试主机、以太网板卡，内置交换机和光电转换模块；

内置交换机的每个以太网接口上插光电转换模块；

以太网板卡至少包含2个万兆以太网接口，其中一个与被测光纤以太网交换机的万兆以太网接口连接，另一个与内置交换机的万兆以太网接口连接；被测光纤以太网交换机的剩余以太网接口通过网线连接内置交换机上的以太网接口；

被测光纤以太网交换机还具备一个内置端口；

步骤二、对以太网板卡、内置交换机、被测光纤以太网交换机的VLAN进行设置；其中：

被测光纤以太网交换机上，将与以太网板卡连接的万兆以太网接口的工作模式为Trunk模式，允许通过所有VLAN；与内置交换机的进行物理连接的每个以太网接口都设置为Trunk模式，并且设置每个以太网接口只对应1个VLAN；内置端口占用一个VLAN,内置端口的IP不与VLAN其他IP冲突即可；

在以太网板卡上，根据被测光纤以太网交换机的以太网接口的数量虚拟对应数量的VLAN以及VLAN ID，并且为每个虚拟VLAN设置对应的IP，IP中的第三段地址段设置为VLANID外，其余地址段保持彼此一致即可；另外对于被测光纤以太网交换机的内置端口需要再多虚拟出1个本地VLAN，其VLAN设置与被测光纤以太网交换机的内置端口VLAN属于同一局域网；

内置交换机上，与以太网板连接的万兆以太网接口的工作模式为Trunk模式，允许通过所有的VLAN；内置交换机与UUT进行物理连接的每个以太网接口都设置为Trunk模式，并且设置每个以太网接口允许通过一个VLAN。

进一步，还包含以下步骤：

步骤三、在测试主机上设计测试软件，其中：

数据收发测试步骤如下：

(1)测试软件通过以太网板卡上的一个万兆以太网接口的虚拟VLAN的IP地址建立socket，并绑定特定以太网接口，启动侦听后等待客户端连接；

(2)测试软件通过太网板卡上的另一个万兆以太网接口的虚拟VLAN的IP地址与(1)中的IP地址进行socket连接，连接后进行数据收发；

(3)分别通过测试软件控制二个万兆以太网接口进行正向和反向转发测试；

不同的VLAN切换对应的IP地址。

进一步，测试软件中还包含：

在被测光纤以太网交换机的内置端口上开启SNMP服务，测试软件通过SNMP获取被测光纤以太网交换机的端口上下线状态，并从上报的自检测信息中解析出端口的连接速率、工作模式、运行存储器状态、非易失性存储器状态、数据存储器状态、二次电压输出状态。

附图说明

图1为测试环境连接示意图。

图2虚拟VLAN的IP命名规则。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

在实施例所示的一种基于VLAN划分的光纤以太网交换机测试方法，包含以下步骤：

步骤一、将被测光纤以太网交换机(UUT)、自动化测试设备(ATE)组成一个测试环境，网络拓扑如图1所示。

为便于说明，本实施例中，被测光纤以太网交换机(UUT)中，用于交换的以太网接口包含36个千兆以太网接口和2个万兆以太网接口，还有一个内置端口。

自动化测试设备(ATE)包含测试主机、以太网板卡，内置交换机和光电转换模块。

内置交换机至少包含与被测光纤以太网交换机(UUT)相同数据的以太网接口，在本实施例中，内置交换机的以太网接口包含36个千兆以太网接口和2个万兆以太网接口，同时对应配备的光电转换模块也包含36个千兆光电转换模块和2个万兆光电转换模块，光电转换模块插在内置交换机上的以太网接口。

以太网板卡至少包含2个万兆以太网接口，其中一个与被测光纤以太网交换机(UUT)连接，另一个与内置交换机的万兆以太网接口连接，数据从以太网板卡的其中一个万兆以太网接口发送，根据要求从特定的UUT的以太网接口转发后回到以太网板卡的另一个万兆以太网接口。

UUT的另外37个以太网接口与内置交换机的37个以太网接口通过网线连接，内置交换机上插的37个光电转换模块的通讯速率和通讯波长必须与对应UUT的以太网接口的配置一致。

步骤二、为达到准确的对UUT的任意接口的转发功能测试，保证每种测试数据只从特定的以太网接口进行数据转发，对以太网板卡、内置交换机、和UUT的VLAN进行设置。

1)UUT VLAN设置

UUT的每个FC以太网接口具备两种转发功能，一种为输入数据的转发，另一种为输出数据的转发。将与以太网板卡连接的万兆以太网接口作为本地以太网接口，可以实现对具备任意VLAN ID号的以太网数据进行发送和接收，因此设置此FC以太网接口的工作模式为Trunk模式，允许通过的VLAN为VLAN1，VLAN2……VLAN38。UUT与内置交换机的PORT1到PORT38进行物理连接的每个接口都设置为Trunk模式，并且设置每个以太网接口只对应1个VLAN，依次为VLAN1，VLAN2……VLAN38。

由于测试中需要对UUT的每个以太网接口的上下线状态进行测试，因此需要对UUT的内置端口的IP和所属VLAN进行配置，设置所属VLAN为VLAN1，IP地址为192.168.0.208。192.168.0.208这个IP可任意设置，不与其他IP冲突即可。

2)以太网板卡虚拟VLAN设置

在以太网板卡上根据UUT的以太网接口的数量虚拟对应数量的VLAN，在本实施例中，VLAN的数量为38个，对应的每个VLAN的ID号为：VLAN1、VLAN2……VLAN38，并且为每个虚拟VLAN设置对应的IP，IP设置规则如图2：将第三段地址段设置为VLAN ID外，其余地址段保持彼此一致即可。

另外对于与UUT直接相连的以太网板卡需要再多虚拟出1个本地VLAN，其VLAN设置与UUT内置端口VLAN属于同一局域网，此虚拟VLAN的IP地址也与UUT内置端口IP192.168.0.208属于同一通讯网段。

3)内置交换机VLAN设置

内置交换机的功能为2种，其一为通过与以太网板连接的万兆以太网接口接收测试主机的测试数据，并且根据数据信息中的VLAN ID只从特定的以太网接口进行数据转发；另一种为接收与UUT进行物理连接的以太网接口的数据，并通过与以太网板连接的万兆以太网接口发往测试主机特定的VLAN端口。

与以太网板卡连接的万兆以太网接口，可以实现对具备任意VLAN ID号的以太网数据进行发送和接收，因此设置此以太网接口的工作模式为Trunk模式，允许通过的VLAN为VLAN1，VLAN2……VLAN38。内置交换机与UUT进行物理连接的PORT1到PORT38的每个以太网接口都设置为Trunk模式，并且设置每个以太网接口允许通过一个VLAN，依次为VLAN1，VLAN2……VLAN38。

步骤三、在测试主机上设计测试软件

1)测试网络IP配置

测试主机对UUT的38个以太网接口的数据收发只能通过2个以太网接口收发数据实现，因此通过本地以太网接口1虚拟出38个数据接收VLAN，通过以太网接口2虚拟出38个数据发送VLAN。

由于每个本地的虚拟VLAN都具备不同的IP地址，因此当对UUT的PORT1端口进行测试时，数据收发测试步骤如下：

(1)测试软件通过以太网接口1的虚拟VLAN1的IP地址192.168.1.1建立socket，并绑定特定以太网接口，启动侦听后等待客户端连接；

(2)测试软件通过以太网接口2的虚拟VLAN1的IP地址192.168.2.1与192.168.1.1进行socket连接，连接后即可进行数据收发；数据会由以太网接口1的虚拟VLAN1发出，通过内置交换机和UUT，再回到以太网接口2的虚拟VLAN1，完成一次数据的收发；

(3)分别通过测试软件控制192.168.1.1发送数据到192.168.2.1和192.168.2.1发送数据到192.168.1.1，即实现对UUT的FC以太网数据转发的正向和反向测试；

UUT其余的37个PORT端口的测试方法与此相同。针对不同的VLAN，调整IP地址即可。

由于需要对UUT内部终端的自检上报结果进行接收，因此需要通过UUT串口配置开启SNMP服务，并设置UUT内部终端的IP地址，同时配置ATE端的IP地址。

2)测试用例设计

(1)端口状态自检测测试

测试前需要通过SNMP协议获取UUT内部终端上报(端口上下线状态改变时主动上报)的端口上下线状态，并可以从上报的自检测信息中解析出端口的连接速率(100M/1000M)、工作模式(全双工/半双工)、运行存储器状态、非易失性存储器状态、数据存储器状态、二次电压输出状态等。

(2)基于VLAN划分的数据转发功能测试

转发功能包括基于IP地址绑定的一对一数据转发功能测试和一对多数据转发功能测试，短包数据转发功能测试和长包数据转发功能测试。

试验测试过程

测试主机网卡的本地连接先进行虚拟VLAN设置，再为每一个虚拟VLAN设置对应的IP地址.例如，编号为“1”的本地连接为网卡1初始状态，编号“1-01”到“1-38”为网卡1虚拟出的38个虚拟VLAN，所属VLAN网段依次为VLAN1到VLAN38，IP地址依次为“192.168.1.1”到“192.168.38.1”；编号为“2”的本地连接为网卡2初始状态，编号“2-01”到“2-38”为网卡2虚拟出的38个虚拟VLAN，所属VLAN网段依次为VLAN1到VLAN38，IP地址依次为“192.168.1.2”到“192.168.38.2”。

测试软件为每个UUT端口分别设置单独的正向转发测试用例和反向转发测试用例，方便对某个端口的某一功能进行单一测试。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于VLAN划分的光纤以太网交换机测试方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一、将被测光纤以太网交换机、自动化测试设备组成一个测试环境；其中：

自动化测试设备包含测试主机、以太网板卡，内置交换机和光电转换模块；

内置交换机的每个以太网接口上插光电转换模块；

以太网板卡至少包含2个万兆以太网接口，其中一个与被测光纤以太网交换机的万兆以太网接口连接，另一个与内置交换机的万兆以太网接口连接；被测光纤以太网交换机的剩余以太网接口通过网线连接内置交换机上的以太网接口；

被测光纤以太网交换机还具备一个内置端口；

步骤二、对以太网板卡、内置交换机、被测光纤以太网交换机的VLAN进行设置；其中：

被测光纤以太网交换机上，将与以太网板卡连接的万兆以太网接口的工作模式为Trunk模式，允许通过所有VLAN；与内置交换机的进行物理连接的每个以太网接口都设置为Trunk模式，并且设置每个以太网接口只对应1个VLAN；内置端口占用一个VLAN, 内置端口的IP不与VLAN其他IP冲突即可；

在以太网板卡上，根据被测光纤以太网交换机的以太网接口的数量虚拟对应数量的VLAN以及VLAN ID，并且为每个虚拟VLAN设置对应的IP，IP中的第三段地址段设置为VLANID外，其余地址段保持彼此一致即可；另外对于被测光纤以太网交换机的内置端口需要再多虚拟出1个本地VLAN，其VLAN设置与被测光纤以太网交换机的内置端口VLAN属于同一局域网；

内置交换机上，与以太网板连接的万兆以太网接口的工作模式为Trunk模式，允许通过所有的VLAN；内置交换机与被测光纤以太网交换机进行物理连接的每个以太网接口都设置为Trunk模式，并且设置每个以太网接口允许通过一个VLAN。

2.根据权利要求1所述的一种基于VLAN划分的光纤以太网交换机测试方法，其特征在于还包含以下步骤：

步骤三、在测试主机上设计测试软件，其中：

数据收发测试步骤如下：

（1）测试软件通过以太网板卡上的一个万兆以太网接口的虚拟VLAN的IP地址建立socket，并绑定特定以太网接口，启动侦听后等待客户端连接；

（2）测试软件通过太网板卡上的另一个万兆以太网接口的虚拟VLAN的IP地址与（1）中的IP地址进行socket连接，连接后进行数据收发；

（3）分别通过测试软件控制二个万兆以太网接口进行正向和反向转发测试；

不同的VLAN切换对应的IP地址。

3.根据权利要求2所述的一种基于VLAN划分的光纤以太网交换机测试方法，其特征在于测试软件中还包含：

在被测光纤以太网交换机的内置端口上开启SNMP服务，测试软件通过SNMP获取被测光纤以太网交换机的端口上下线状态，并从上报的自检测信息中解析出端口的连接速率、工作模式、运行存储器状态、非易失性存储器状态、数据存储器状态、二次电压输出状态。