CN114285778A - 一种电力调度数据网组网安全测试系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力调度数据网组网安全测试系统及测试方法，该方法包括组网业务叠加性能测试、组网路由和链路震荡测试和VPN业务QOS可靠性测试；组网业务叠加性能测试是在基于电力MPLS VPN的组网架构上，通过测试仪模拟电力业务压力场景，对组网设备开展各类业务的叠加性能测试；组网路由和链路震荡测试是在业务叠加压力基础上，进一步观察组网在长时间路由震荡和链路震荡情况下的健壮性；VPN业务QOS可靠性测试是在业务叠加和网络震荡基础上，进一步分析在恶劣网络环境中，QOS策略是否能有效保障业务的可靠调度。本发明方法可对电力调度数据网组网业务部署进行有效安全评估。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统通信技术领域，具体涉及一种电力调度数据网组网安全测试系统及测试方法。
背景技术
电力调度数据网是承载调度生产控制业务的专用网络，是实现各级调控中心间及调控中心与厂站之间实时生产数据传输和交换的基础设施。国家电网调度数据网采用双平面方式构建，通过对全网的统一规划，全面满足调度业务的实时性、可靠性、安全性要求，实现可持续发展，同时，调度数据网采用分层网络结构，具体分为骨干网和接入网两级网络。
现阶段调度数据网组网主要基于MPLS VPN网络结构，对于不同制造厂商网络设备在极端压力网络环境中的组网健壮性和设备可靠性是调度数据网测试所关注的重点。当路由器上多种业务叠加时，设备性能是否会有影响，当网络出现部分链路、业务的路由振荡时，其他的链路、业务的转发是否会因此受到影响，设备的CPU、内存等资源是否会因为局部的路由振荡而被大量占用，导致死机甚至故障，QOS的业务调度是否能在压力环境中可靠执行，这些安全问题都应在设备投运前进行验证评估。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力调度数据网组网安全测试系统及测试方法，在业务叠加、路由及链路震荡等极端压力环境下，分别验证组网的健壮性和安全可靠性，测试过程简洁，并且对于测试仪器的资源容量和性能要求不高。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明提供一种电力调度数据网组网安全测试系统，包括骨干网一平面、骨干网二平面和接入网，所述骨干网一平面和骨干网二平面与接入网之间通过Option B方式跨域互联；
所述骨干网一平面包括骨干路由器R1和骨干路由器R2，所述骨干网二平面包括骨干路由器R3和骨干路由器R4，所述接入网包括核心路由器R5、核心路由器R6和汇聚路由器R7；
所述骨干路由器R1连接测试仪接口Port1；所述骨干路由器R4连接测试仪接口Port2；汇聚路由器R7连接测试仪接口Port3。
进一步的，所述骨干网一平面的骨干路由器之间，骨干网二平面的骨干路由器之间以及接入网的路由器相互之间均通过100M/1000M线路接口连接。
进一步的，所述骨干网一平面的两个骨干路由器在公网侧互连接口上配置OSPF和MP-iBGP邻居协议，骨干路由器R1在与测试仪接口Port1连接的私网侧接口上绑定VPN实例。
进一步的，所述骨干网二平面的两个骨干路由器在公网侧互连接口上配置OSPF和MP-iBGP邻居协议，骨干路由器R4在与测试仪接口Port2连接的私网侧接口上绑定VPN实例。
进一步的，所述接入网的三个路由器在公网侧互连接口上配置OSPF和MP-iBGP邻居协议，汇聚路由器R7在与测试仪接口Port3连接的私网侧接口上绑定VPN实例。
本发明还提供一种进行电力调度数据网组网安全测试的方法，包括：
（1）将所述安全测试系统的骨干路由器R1、骨干路由器R4、汇聚路由器R7在与测试仪互联的接口下绑定三个VPN实例，分别是实时VPN、非实时VPN、应急VPN；以及，在所述安全测试系统的所有路由器配置ACL策略、SNMP协议、NTP协议和网流采样业务；
（2）通过测试仪的三个接口发布BGP私网路由，并构建端口线速负载的三种VPN业务流量；
（3）检查测试仪接口上三种VPN业务的转发情况，流量转发正常，无丢包，则进入下一步骤，否则结束测试；
（4）检查所有路由器上的VPN路由信息，SNMP网管协议状态，NTP时间同步协议状态和网流采样业务状态，均正常则进入下一步骤，否则结束测试；
（5）设置BGP路由震荡，并分别构建正常业务流量和震荡业务流量，进行路由震荡测试；测试结束进入下一步骤；
（6）配置所有路由器业务接口持续up、down，进行链路震荡测试；测试结束进入下一步骤；
（7）配置所有路由器QOS策略，进行VPN业务QOS可靠性测试，设置三种VPN业务带宽比例为6:3:1，检查VPN业务是否按照比例进行优先级调度；记录测试结果，结束测试。
进一步的，还包括：
在发布BGP私网路由之前，检查所有路由器的OSPF、MP-iBGP邻居状态是否正常，邻居状态UP则执行下一步操作，否则重新配置路由器协议。
进一步的，ACL策略配置按照路由器支持的最大规格数量进行配置，并在路由器所有接口的出入方向进行ACL策略绑定；
SNMP网管协议配置SNMPv2版本，同时开启TRAP功能，向Syslog服务器定期发送日志信息和TRAP告警；
NTP时间同步协议采用单播模式下的NTP时间同步方式，GPS为一级时钟服务器，骨干网路由器为二级时钟服务器，核心路由器为三级时钟服务器，汇聚路由器为四级时钟服务器，服务器IP地址取路由器的loopback地址，发送NTP消息包的源地址同样取路由器的loopback地址；
网流采样业务配置1:1采样比，并在路由器的所有接口出入方向进行绑定。
进一步的，所述路由震荡测试中，设置测试仪发布的BGP路由通告的一半路由通告每隔30s循环震荡一次，一半路由通告稳定不变，对震荡路由业务和正常路由业务分别构建流量；测试24小时，测试过程中，循环读取设备的CPU、内存、路由邻居信息，记录至设备日志中。
进一步的，所述链路震荡测试中，通过脚本配置，使得所有路由器互联的业务接口每隔30s震荡一次，测试24小时，测试过程中，循环读取路由器业务接口的协议状态记录至设备日志中。
进一步的，所述VPN业务QOS可靠性测试中，通过路由器QOS配置，将实时业务映射至不同的优先级队列，具体为，将实时VPN业务映射至AF4级队列，将非实时VPN业务映射至AF3级队列，将应急VPN业务映射至AF2级队列。
本发明提供的电力调度数据网组网安全测试系统及测试方法，通过网业务叠加性能测试、组网路由和链路震荡测试和VPN业务QOS可靠性测试，验证了电力调度数据网组网的健壮性和可靠性，填补了目前相关项目测试方法缺乏的现状。
附图说明
图1为本发明的测试系统一个实施例的业务拓扑连接示意图；
图2为本发明的测试方法一个实施例的逻辑功能结构示意图；
图3为本发明的测试方法一个实施例的流程图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。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发明的保护范围。
本发明实施例提供一种电力调度数据网组网安全测试系统，参见图1，包括电力调度数据网组网环境，所述组网环境由以下网络平面搭建而成，具体包括骨干网一平面、骨干网二平面和接入网，骨干网一平面和骨干网二平面与接入网之间均通过Option B方式跨域互联。
参加图1，骨干网一平面包括R1、R2两台骨干路由器，骨干网二平面包括R3、R4两台骨干路由器，接入网包括R5、R6两台核心路由器和R7汇聚路由器；测试仪接口Port1、Port2、Port3分别模拟调度数据网VPN业务，接口Port1连接至骨干网一平面R1路由器，接口Port2连接至骨干网二平面R4路由器，接口Port3连接至接入网R7汇聚路由器；路由器之间通过100M/1000M线路接口连接拓扑，提供测试基础物理环境，如图1所示。
骨干网一平面的R1、R2骨干路由器在公网侧互连接口上配置OSPF和MP-iBGP邻居协议，R1骨干路由器在与测试仪Port1连接的私网侧接口上绑定VPN实例；骨干网二平面R3、R4骨干路由器在公网侧互连接口上配置OSPF和MP-iBGP邻居协议，R4骨干路由器在与测试仪Port2连接的私网侧接口上绑定VPN实例；接入网核心路由器R5、R6、R7在公网侧互连接口上配置OSPF和MP-iBGP邻居协议，R7汇聚路由器在与测试仪Port3连接的私网侧接口上绑定VPN实例。
本领域技术人员应该知道，路由器之间互联是公网侧，路由器和测试仪互联接口为私网侧。
本发明的另一个实施例提供一种电力调度数据网组网安全测试方法，根据上述的测试系统搭建调度数据网组网环境，该安全测试方法包括组网业务叠加性能测试、组网路由和链路震荡测试和VPN业务QOS可靠性测试。
参见图2，组网业务叠加性能测试是在基于电力MPLS VPN的组网架构上，通过测试仪模拟电力业务压力场景，对组网设备开展各类业务的叠加性能测试。组网路由和链路震荡测试是在业务叠加性能测试基础上，进一步观察组网在长时间路由震荡和链路震荡情况下的健壮性；VPN业务QOS可靠性测试是在业务叠加和网络震荡基础上，进一步分析在恶劣网络环境中，QOS策略是否能有效保障业务的可靠调度。
一种电力调度数据网组网安全测试方法，如图3所示，具体包括如下步骤：
a) 组建电力调度数据网组网安全测试的物理拓扑，包括R1、R2、R3、R4四台骨干路由器、R5、R6两台核心路由器和R7汇聚路由器；各路由器之间通过100M/1000M线路接口连接拓扑，提供测试基础物理环境。
b) 测试仪接口Port1、Port2、Port3分别模拟调度数据网VPN业务，Port1连接至骨干网一平面R1骨干路由器，Port2连接至骨干网二平面R4骨干路由器，Port3连接至接入网R7汇聚路由器；
c) R1、R4、R7路由器在与测试仪互联的CE侧业务接口下绑定三个VPN实例，按照电力业务的特点，分别定义为实时VPN、非实时VPN及应急VPN；
d) 骨干网一平面R1和R2骨干路由器在互连接口上配置OSPF和MP-iBGP邻居协议，骨干网二平面R3和R4骨干路由器在互连接口上配置OSPF和MP-iBGP邻居协议，接入网R5、R6、R7路由器在互连接口上配置OSPF和MP-iBGP邻居协议；
e) 骨干网与接入网路由器互联接口上配置Option B方式的跨域互联协议。
f) 检查所有路由器的OSPF、MP-iBGP邻居状态是否正常，邻居状态UP则执行下一步操作，否则重新配置路由器协议；
g) 在所有路由器配置ACL（Access Control Lists访问控制列表）策略、SNMP（Simple Network Management Protocol简单网络管理协议）协议、NTP（Network TimeProtocol网络时钟同步协议）协议和网流1:1采样业务；
h) 测试仪接口Port1、Port2、Port3发布大规模的BGP私网路由通告，并构建端口线速负载的三种VPN业务流量；
i) 检查测试仪接口上三种VPN业务的转发情况，流量转发正常，无丢包，则进入下一步骤j)，否则结束测试；
j) 检查所有路由器上的VPN路由信息和SNMP、NTP、网流采样等各类协议业务的状态，结果正常则进入下一步骤k)，否则结束测试；
k) 测试仪开启部分BGP路由更新震荡，并分别构建正常业务流量和震荡业务流量；
具体地，测试仪发布的BGP路由通告中，设置一半路由通告每隔30s循环震荡一次，一半路由稳定不变，对于震荡路由业务和正常路由业务分别构建流量；测试24小时，在路由震荡测试过程中，循环读取设备的CPU、内存、路由邻居信息，记录至设备日志中，24小时测试结束后进入下一步骤l)。
l) 所有路由器均配置业务接口持续up、down，重复步骤i)、j)；
具体地，设备上通过脚本配置，使得所有路由器互联的业务接口每隔30s震荡一次，测试24小时，在链路震荡过程中，循环读取路由器业务接口的协议状态记录至设备日志中。
m) 所有路由器均配置QOS策略，按照电力业务部署要求，设置三种VPN业务带宽比例为6:3:1，检查VPN业务是否按照比例进行优先级调度，记录测试结果，结束测试。
具体地，在VPN业务入口处通过ACL匹配三种业务流，作REMARK DSCP作用，通过路由器QOS配置，将实时业务映射至不同的优先级队列。将实时VPN业务映射至AF4级队列，将非实时VPN业务映射至AF3级队列，将应急VPN业务映射至AF2级队列。即在拥塞且三种业务流都存在的情况下，实时流量将优先使用带宽、非实时流量次之，应急流量级别最低。
应该知道，路由器上可以通过命令配置，进入不同的队列。
通过加权公平队列调度方法，将三种业务的调度比例设置为6:3:1。
作为一种优选的实施方式，ACL配置策略按照路由器支持的最大规格数量进行配置，并在路由器所有接口的出入方向进行ACL策略绑定；SNMP网管协议配置SNMPv2版本，同时开启TRAP功能，向Syslog服务器定期发送日志信息和TRAP告警；NTP协议采用单播模式下的NTP时间同步方式，GPS为一级时钟服务器，骨干网路由器为二级时钟服务器，接入网核心设备为三级时钟服务器，接入网汇聚设备为四级时钟服务器，服务器IP地址取路由器的loopback地址，发送NTP消息包的源地址同样取路由器的loopback地址；网流采样配置1:1采样比，并在路由器的所有接口出入方向进行绑定，流量采样分析报文发送至采样服务器。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (11)
1.一种电力调度数据网组网安全测试系统，其特征在于，包括骨干网一平面、骨干网二平面和接入网，所述骨干网一平面和骨干网二平面与接入网之间通过Option B方式跨域互联；
所述骨干网一平面包括骨干路由器R1和骨干路由器R2，所述骨干网二平面包括骨干路由器R3和骨干路由器R4，所述接入网包括核心路由器R5、核心路由器R6和汇聚路由器R7；
所述骨干路由器R1连接测试仪接口Port1；所述骨干路由器R4连接测试仪接口Port2；汇聚路由器R7连接测试仪接口Port3。
2.根据权利要求1所述的一种电力调度数据网组网安全测试系统，其特征在于，所述骨干网一平面的骨干路由器之间，骨干网二平面的骨干路由器之间以及接入网的路由器相互之间均通过100M/1000M线路接口连接。
3.根据权利要求1所述的一种电力调度数据网组网安全测试系统，其特征在于，所述骨干网一平面的两个骨干路由器在公网侧互连接口上配置OSPF和MP-iBGP邻居协议，骨干路由器R1在与测试仪接口Port1连接的私网侧接口上绑定VPN实例。
4.根据权利要求1所述的一种电力调度数据网组网安全测试系统，其特征在于，所述骨干网二平面的两个骨干路由器在公网侧互连接口上配置OSPF和MP-iBGP邻居协议，骨干路由器R4在与测试仪接口Port2连接的私网侧接口上绑定VPN实例。
5.根据权利要求1所述的一种电力调度数据网组网安全测试系统，其特征在于，所述接入网的三个路由器在公网侧互连接口上配置OSPF和MP-iBGP邻居协议，汇聚路由器R7在与测试仪接口Port3连接的私网侧接口上绑定VPN实例。
6.基于权利要求1至5任意一项所述的电力调度数据网组网安全测试系统进行电力调度数据网组网安全测试的方法，其特征在于，包括：
将所述安全测试系统的骨干路由器R1、骨干路由器R4、汇聚路由器R7在与测试仪互联的接口下绑定三个VPN实例，分别是实时VPN、非实时VPN、应急VPN；以及，在所述安全测试系统的所有路由器配置ACL策略、SNMP协议、NTP协议和网流采样业务；
通过测试仪的三个接口发布BGP私网路由，并构建端口线速负载的三种VPN业务流量；
检查测试仪接口上三种VPN业务的转发情况，流量转发正常，无丢包，则进入下一步骤，否则结束测试；
检查所有路由器上的VPN路由信息，SNMP网管协议状态，NTP时间同步协议状态和网流采样业务状态，均正常则进入下一步骤，否则结束测试；
设置BGP路由震荡，并分别构建正常业务流量和震荡业务流量，进行路由震荡测试；测试结束进入下一步骤；
配置所有路由器业务接口持续up、down，进行链路震荡测试；测试结束进入下一步骤；
配置所有路由器QOS策略，进行VPN业务QOS可靠性测试，设置三种VPN业务带宽比例为6:3:1，检查VPN业务是否按照比例进行优先级调度；记录测试结果，结束测试。
7.根据权利要求6所述的安全测试方法，其特征在于，还包括：
在发布BGP私网路由之前，检查所有路由器的OSPF、MP-iBGP邻居状态是否正常，邻居状态UP则执行下一步操作，否则重新配置路由器协议。
8.根据权利要求6所述的安全测试方法，其特征在于，
ACL策略配置按照路由器支持的最大规格数量进行配置，并在路由器所有接口的出入方向进行ACL策略绑定；
SNMP网管协议配置SNMPv2版本，同时开启TRAP功能，向Syslog服务器定期发送日志信息和TRAP告警；
NTP时间同步协议采用单播模式下的NTP时间同步方式，GPS为一级时钟服务器，骨干网路由器为二级时钟服务器，核心路由器为三级时钟服务器，汇聚路由器为四级时钟服务器，服务器IP地址取路由器的loopback地址，发送NTP消息包的源地址同样取路由器的loopback地址；
网流采样业务配置1:1采样比，并在路由器的所有接口出入方向进行绑定。
9.根据权利要求6所述的安全测试方法，其特征在于，所述路由震荡测试中，设置测试仪发布的BGP路由通告的一半路由通告每隔30s循环震荡一次，一半路由通告稳定不变，对震荡路由业务和正常路由业务分别构建流量；测试24小时，测试过程中，循环读取设备的CPU、内存、路由邻居信息，记录至设备日志中。
10.根据权利要求6所述的安全测试方法，其特征在于，所述链路震荡测试中，通过脚本配置，使得所有路由器互联的业务接口每隔30s震荡一次，测试24小时，测试过程中，循环读取路由器业务接口的协议状态记录至设备日志中。
11.根据权利要求6所述的安全测试方法，其特征在于，所述VPN业务QOS可靠性测试中，通过路由器QOS配置，将实时业务映射至不同的优先级队列，具体为，将实时VPN业务映射至AF4级队列，将非实时VPN业务映射至AF3级队列，将应急VPN业务映射至AF2级队列。
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