CN114301808B - 基于dpdk技术的x86平台网口性能测试方法及装置 - Google Patents
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Abstract
基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法及装置，获取端口名称及被测试网口的PCI总线号，生成PCI总线号和端口名称的对应关系表；使用DPDK脚本进行PCI绑定，并UP处理用于收发数据的两个端口；通过数据收发工具对收发数据的两个端口进行数据收发，统计每次收发过程两个端口实际收发的数据，更新数据总量，实时写入日志文件；在预设时间段内分析丢包数量和丢包率是否在预设标准内，若超过预设标准判断测试失败，网口性能不合格；若在预设标准内则判定测试成功，网口性能合格。本发明可自行统计一段时间内两个端口的流量、成功率和丢包率，极大地提高了网口功能的测试效率，并对网口性能给出了充分的依据。
Description
技术领域
本发明涉及基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法及装置，属于网口性能测试技术领域。
背景技术
因特网和其他互联网必须承载的通信量在持续增长和变化。如今，实时响应的万维网的广泛使用和音频、图像、视频的使用增长，驱动了服务质量需求的增长。为了应对这种增长，TCP/IP体系结构发展了QoS以支持各种类型的拥有各种服务质量需求的通信量。
数据平面是QoS框架的三平面之一，承担了通信中分组的队列管理，排队调度，拥塞避免等直接在数据流上进行操作的机制，对提高网络通信的效率起着至关重要的作用。在此基础上，人们期望用更低的成本和更短的产品开发周期来提供多样的网络单元与丰富的功能，如应用处理、控制处理、包处理、信号处理等。为了适应这一新的产业趋势，面世了基于Intel x86架构的DPDK工具。
DPDK即Data Plane Development Kit，是一款数据平面开发套件，主要基于Linux系统运行，用于快速数据包处理的函数库与驱动集合，可以极大提高数据处理性能和吞吐量，提高数据平面应用程序的工作效率，在数据平面应用中为快速的数据包处理提供一个简单而完善的架构。在此工具集基础上，开发人员可以以此为基础进行新的原型设计，或简单地为我所用。为了让驱动运行在用户态，Linux提供UIO机制。使用UIO可以通过read感知中断，通过mmap实现和网卡的通讯。
DPDK架构通过创建EAL(环境抽象层)来为不同的工作环境创造函数库集，创建后开发者即可把自己的应用与函数库进行链接。DPDK的环境抽象层向应用与函数库隐藏了底层环境的细节，因而能扩展到任何处理器上使用。
对后台开发来说，DPDK框架本身提供的能力还是比较单一的，比如要使用DPDK就必须实现ARP、IP层这些基础功能，存在较大的上手难度。如果要更高层的业务使用，还需要用户态的传输协议支持。如何实现更为方便的基于DPDK技术的X86平台网口性能测试是值得解决的技术问题。
发明内容
为此，本发明提供一种基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法及装置，能够实现端到端的流量自动测试，以判断网口性能是否符合要求。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法，包括以下步骤：
获取端口名称及被测试网口的PCI总线号，生成PCI总线号和端口名称的对应关系表；
使用DPDK脚本进行PCI绑定，并UP处理用于收发数据的两个端口；
通过数据收发工具对收发数据的两个端口进行数据收发，统计每次收发过程两个端口实际收发的数据，更新数据总量，实时写入日志文件；
在预设时间段内分析丢包数量和丢包率是否在预设标准内，若超过预设标准判断测试失败，网口性能不合格；若在预设标准内则判定测试成功，网口性能合格。
作为基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法的优选方案，通过net stat命令得到网口状态UP并且网络状态正常的端口名称；通过lspci|grep Eth命令得到被测试网口的PCI总线号信息；通过ethtool命令查询对应的PCI总线号信息。
作为基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法的优选方案，通过第一数据结构记载数据包的包长和测试时长；通过第二数据结构记载用于收发数据的端口名称和第一数据结构中的数据信息。
作为基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法的优选方案，根据传入的参数指定测试的包长、测试时间和DPDK脚本；
通过DPDK脚本加载DPDK驱动、绑定被测试网口PCI总线号，并将用于收发数据的两个端口分别UP处理。
作为基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法的优选方案，通过localtime生成唯一的日志文件，将测试信息写入日志文件。
作为基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法的优选方案，使用socket函数和setsockopt函数，通过套接字编程进行网络通讯。
本发明还提供一种基于DPDK技术的X86平台网口性能测试装置，包括：
关系表处理单元，用于获取端口名称及被测试网口的PCI总线号，生成PCI总线号和端口名称的对应关系表；
DPDK脚本处理单元，使用DPDK脚本进行PCI绑定，并UP处理用于收发数据的两个端口；
数据收发单元，用于通过数据收发工具对收发数据的两个端口进行数据收发；
数据统计单元，用于统计每次收发过程两个端口实际收发的数据，更新数据总量，实时写入日志文件；
网口性能判断单元，用于在预设时间段内分析丢包数量和丢包率是否在预设标准内，若超过预设标准判断测试失败，网口性能不合格；若在预设标准内则判定测试成功，网口性能合格。
作为基于DPDK技术的X86平台网口性能测试装置的优选方案，关系表处理单元中，通过net stat命令得到网口状态UP并且网络状态正常的端口名称；通过lspci|grep Eth命令得到被测试网口的PCI总线号信息；通过ethtool命令查询对应的PCI总线号信息。
作为基于DPDK技术的X86平台网口性能测试装置的优选方案，数据收发单元中，通过第一数据结构记载数据包的包长和测试时长；通过第二数据结构记载用于收发数据的端口名称和第一数据结构中的数据信息；
根据传入的参数指定测试的包长、测试时间和DPDK脚本；
通过DPDK脚本加载DPDK驱动、绑定被测试网口PCI总线号，并将用于收发数据的两个端口分别UP处理；
数据统计单元中，通过localtime生成唯一的日志文件，将测试信息写入日志文件。
作为基于DPDK技术的X86平台网口性能测试装置的优选方案，数据收发单元中，使用socket函数和setsockopt函数，通过套接字编程进行网络通讯。
本发明具有如下优点：获取端口名称及被测试网口的PCI总线号，生成PCI总线号和端口名称的对应关系表；使用DPDK脚本进行PCI绑定，并UP处理用于收发数据的两个端口；通过数据收发工具对收发数据的两个端口进行数据收发，统计每次收发过程两个端口实际收发的数据，更新数据总量，实时写入日志文件；在预设时间段内分析丢包数量和丢包率是否在预设标准内，若超过预设标准判断测试失败，网口性能不合格；若在预设标准内则判定测试成功，网口性能合格。本发明在DPDK脚本工具集基础上，实现了设备上端口到端口的数据收发，可自行根据需要调整收发数据的频率，包长，时间间隔等，可自行统计一段时间内两个端口的流量、成功率和丢包率，极大地提高了网口功能的测试效率，并对网口性能给出了充分的依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例中提供的基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法流程示意图；
图2为本发明实施例中提供的基于DPDK技术的X86平台网口性能测试装置架构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参见图1，本发明实施例1提供一种基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法，包括以下步骤：
S1、获取端口名称及被测试网口的PCI总线号，生成PCI总线号和端口名称的对应关系表；
S2、使用DPDK脚本进行PCI绑定，并UP处理用于收发数据的两个端口；
S3、通过数据收发工具对收发数据的两个端口进行数据收发，统计每次收发过程两个端口实际收发的数据，更新数据总量，实时写入日志文件；
S4、在预设时间段内分析丢包数量和丢包率是否在预设标准内，若超过预设标准判断测试失败，网口性能不合格；若在预设标准内则判定测试成功，网口性能合格。
本实施例实现过程中，首先搭建环境，确保DPDK脚本工具集可正常使用。
从DPDK官网下载一个较新的长期稳定版，如被测试的网卡有网讯科技的，需要预先打好网讯DPDK对应版本的补丁，选x86_64-native-linuxapp-gcc编译，生成的app和模块在x86_64-native-linuxapp-gcc目录下，分别拷贝至系统目录。
编写脚本测试一下，脚本需要做以下几步：停止网络服务、设置DPDK大页内存、加载DPDK驱动、绑定网卡驱动号、开始testpmd测试。在被测网卡一对一连接的基础上，如果网口依次亮起来，然后以同一频率同时快速闪烁则DPDK配置成功。
本实施例中，通过net stat命令得到网口状态UP并且网络状态正常的端口名称；通过lspci|grep Eth命令得到被测试网口的PCI总线号信息；通过ethtool命令查询对应的PCI总线号信息。
具体的，net stat命令是在内核中访问网络及相关信息的命令，能够显示协议统计和当前TCP/IP的网络连接，还能显示接口状态等。
具体的，lspci是一个用来显示系统中所有PCI总线设备或连接到该总线上的所有设备的工具。grep Eth能够将lspci的输出当做输入，从中找出包含Eth的行。
具体的，ethtool是用于查询及设置网卡参数的命令，ethtool–i ethX能够查询ethX网口的相关信息。
本实施例中，通过第一数据结构记载数据包的包长和测试时长；通过第二数据结构记载用于收发数据的端口名称和第一数据结构中的数据信息。
具体的，第一数据结构定义为字段nic_para，用于记载数据包的包长和测试时长。第二数据结构定义为字段gns_nic，用于记载用于收发数据的端口名称、nic_para信息等。
传输成功的数据量和丢包数量考虑到测试时间不同及收发速率，使用64bit数字来表示。记录每次测试结果的日志文件，考虑到访问的方便性，统一在/home/gemotech/factory/目录存放，具体文件名按年-月-日命名即可。
本实施例中，根据传入的参数指定测试的包长、测试时间和DPDK脚本；
通过DPDK脚本加载DPDK驱动、绑定被测试网口PCI总线号，并将用于收发数据的两个端口分别UP处理。
具体的，通过字段parse_arg解析传入的参数，-p：包长，-t：测试时长，-s：DPDK脚本名称。
本实施例中，通过localtime生成唯一的日志文件，将测试信息写入日志文件。
具体的，通过命令get_test_file，根据localtime生成唯一的日志文件。通过命令write_test_file，将测试相关信息写入文件。通过命令gns_port_test，使用线程启动端到端收发数据。
本实施例中，通过命令gns_port_to_port，使用socket函数和setsockopt函数，通过套接字编程进行网络通讯。
具体的，socket函数是可用于根据指定的地址族、数据类型和协议来分配一个套接口的描述字及其所用的资源的函数。setsockopt函数用于任意类型、任意状态套接口的设置选项值。
具体的，定义每次收发的时间间隔，统计每次收发过程两个端口实际收发的数据是否相同，并更新数据总量，实时写入日志文件，在丢包率合格的前提下一直循环，直到测试时间结束，线程销毁。
本实施例中，编写网口性能测试程序，程序无需展示测试过程的细节，只需给出测试结果pass或fail，调用数据收发工具，自动分析丢包数量和丢包率，如超过标准即判断失败，在标准内则判定成功。
综上所述，本发明通过获取端口名称及被测试网口的PCI总线号，生成PCI总线号和端口名称的对应关系表；使用DPDK脚本进行PCI绑定，并UP处理用于收发数据的两个端口；通过数据收发工具对收发数据的两个端口进行数据收发，统计每次收发过程两个端口实际收发的数据，更新数据总量，实时写入日志文件；在预设时间段内分析丢包数量和丢包率是否在预设标准内，若超过预设标准判断测试失败，网口性能不合格；若在预设标准内则判定测试成功，网口性能合格。本发明在DPDK脚本工具集基础上，实现了设备上端口到端口的数据收发，可自行根据需要调整收发数据的频率，包长，时间间隔等，可自行统计一段时间内两个端口的流量、成功率和丢包率，只要将所需测试的网口分别一对一环回连接，就可自行统计一段时间内两个端口的流量，极大地提高了网口功能的测试效率，并对网口性能给出了充分的依据。
实施例2
参见图2，本发明实施例2还提供一种基于DPDK技术的X86平台网口性能测试装置，包括：
关系表处理单元1，用于获取端口名称及被测试网口的PCI总线号，生成PCI总线号和端口名称的对应关系表；
DPDK脚本处理单元2，使用DPDK脚本进行PCI绑定，并UP处理用于收发数据的两个端口；
数据收发单元3，用于通过数据收发工具对收发数据的两个端口进行数据收发；
数据统计单元4，用于统计每次收发过程两个端口实际收发的数据，更新数据总量，实时写入日志文件；
网口性能判断单元5，用于在预设时间段内分析丢包数量和丢包率是否在预设标准内，若超过预设标准判断测试失败，网口性能不合格；若在预设标准内则判定测试成功，网口性能合格。
本实施例中，关系表处理单元1中，通过net stat命令得到网口状态UP并且网络状态正常的端口名称；通过lspci|grep Eth命令得到被测试网口的PCI总线号信息；通过ethtool命令查询对应的PCI总线号信息。
本实施例中，数据收发单元3中，通过第一数据结构记载数据包的包长和测试时长；通过第二数据结构记载用于收发数据的端口名称和第一数据结构中的数据信息；
根据传入的参数指定测试的包长、测试时间和DPDK脚本；
通过DPDK脚本加载DPDK驱动、绑定被测试网口PCI总线号，并将用于收发数据的两个端口分别UP处理；
数据统计单元4中，通过localtime生成唯一的日志文件，将测试信息写入日志文件。
本实施例中，数据收发单元3中，使用socket函数和setsockopt函数，通过套接字编程进行网络通讯。
需要说明的是，上述系统各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请实施例1中的方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本申请方法实施例相同，具体内容可参见本申请前述所示的方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
实施例3
本发明实施例3提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法的程序代码，所述程序代码包括用于执行实施例1或其任意可能实现方式的基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法的指令。
计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(SolidState Disk、SSD))等。
实施例4
本发明实施例4提供一种电子设备，包括：存储器和处理器；
所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行实施例1或其任意可能实现方式的基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法。
具体的，处理器可以通过硬件来实现也可以通过软件来实现，当通过硬件实现时，该处理器可以是逻辑电路、集成电路等；当通过软件来实现时，该处理器可以是一个通用处理器，通过读取存储器中存储的软件代码来实现，该存储器可以集成在处理器中，可以位于所述处理器之外，独立存在。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (4)
1.基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取端口名称及被测试网口的PCI总线号，生成PCI总线号和端口名称的对应关系表；
使用DPDK脚本进行PCI绑定，并UP处理用于收发数据的两个端口；
通过数据收发工具对收发数据的两个端口进行数据收发，统计每次收发过程两个端口实际收发的数据，更新数据总量，实时写入日志文件；
在预设时间段内分析丢包数量和丢包率是否在预设标准内，若超过预设标准判断测试失败，网口性能不合格；若在预设标准内则判定测试成功，网口性能合格；
通过第一数据结构记载数据包的包长和测试时长；通过第二数据结构记载用于收发数据的端口名称和第一数据结构中的数据信息；第一数据结构定义为字段nic_para，用于记载数据包的包长和测试时长；第二数据结构定义为字段gns_nic，用于记载用于收发数据的端口名称、nic_para信息；
根据传入的参数指定测试的包长、测试时间和DPDK脚本；
通过DPDK脚本加载DPDK驱动、绑定被测试网口PCI总线号，并将用于收发数据的两个端口分别UP处理；
通过localtime生成唯一的日志文件，将测试信息写入日志文件；
使用socket函数和setsockopt函数，通过套接字编程进行网络通讯；
定义每次收发的时间间隔，统计每次收发过程两个端口实际收发的数据是否相同，并更新数据总量，实时写入日志文件，在丢包率合格的前提下一直循环，直到测试时间结束，线程销毁。
2.根据权利要求1所述的基于DPDK技术的X86平台网口性能测试方法，其特征在于，通过net stat命令得到网口状态UP并且网络状态正常的端口名称；通过lspci|grep Eth命令得到被测试网口的PCI总线号信息；通过ethtool命令查询对应的PCI总线号信息。
3.基于DPDK技术的X86平台网口性能测试装置，其特征在于，包括：
关系表处理单元，用于获取端口名称及被测试网口的PCI总线号，生成PCI总线号和端口名称的对应关系表；
DPDK脚本处理单元，使用DPDK脚本进行PCI绑定，并UP处理用于收发数据的两个端口；
数据收发单元，用于通过数据收发工具对收发数据的两个端口进行数据收发；
数据统计单元，用于统计每次收发过程两个端口实际收发的数据，更新数据总量，实时写入日志文件；
网口性能判断单元，用于在预设时间段内分析丢包数量和丢包率是否在预设标准内，若超过预设标准判断测试失败，网口性能不合格；若在预设标准内则判定测试成功，网口性能合格；
数据收发单元中，通过第一数据结构记载数据包的包长和测试时长；通过第二数据结构记载用于收发数据的端口名称和第一数据结构中的数据信息；
根据传入的参数指定测试的包长、测试时间和DPDK脚本；
通过DPDK脚本加载DPDK驱动、绑定被测试网口PCI总线号，并将用于收发数据的两个端口分别UP处理；
数据统计单元中，通过localtime生成唯一的日志文件，将测试信息写入日志文件；
数据收发单元中，使用socket函数和setsockopt函数，通过套接字编程进行网络通讯；
定义每次收发的时间间隔，统计每次收发过程两个端口实际收发的数据是否相同，并更新数据总量，实时写入日志文件，在丢包率合格的前提下一直循环，直到测试时间结束，线程销毁。
4.根据权利要求3所述的基于DPDK技术的X86平台网口性能测试装置，其特征在于，关系表处理单元中，通过net stat命令得到网口状态UP并且网络状态正常的端口名称；通过lspci|grep Eth命令得到被测试网口的PCI总线号信息；通过ethtool命令查询对应的PCI总线号信息。
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