CN115361315A - 一种Openflow交换机可靠性测试方法及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种Openflow交换机可靠性测试方法及存储介质，其中，方法包括：构建测试组网，测试组网包括两两互相连接的第一控制器、第二控制器、第一交换机以及第二交换机；通过两台测试仪分别与测试组网中的第一交换机以及第二交换机连接，并按照预设策略执行互打操作，并分别记录测试组网发生发生断路期间的数据收发情况；其中，第一控制器与第二控制器互为主、备设备，第一交换机与第二交换机互为主、备设备，互打操作优先通过主设备执行，并通过主控制器主动断开与交换机的通信以模拟产生断路。本发明方法能够自动模拟多种断路和掉电场景，进而能够对交换机适应不同故障场景的可靠性进行全面验证，并提升验证效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信测试领域，尤其涉及一种Openflow交换机可靠性测试方法。
背景技术
近年来，随着物联网、云计算、移动计算等互联网技术的快速发展,互联网包含的设备和网络流量呈指数级数增加,与此同时网络设备支持的协议体系愈加庞大,导致互联网体系变得越来越复杂,也加剧了网络管理难度。传统网络管理依赖大量网络设备以及各种各种驱动设备的复杂协议，通信网络故障率高、可扩展性差，网络管理任务繁重。软件定义网络将网络的控制平面从各网元设备中剥离出来,集中在称为控制器的组件中。控制器负责整个网络的拓扑发现、路由、统计、资源分配等工作,网元设备作为盲设备按照控制器的指导进行转发等工作。由于软件定义网络实现了控制和转发的分离,它可以更加灵活、有效地调度数据流,因此得到了业界的广泛关注, 并被应用于我们身边的网络设施中。网络一旦出现故障,将会极大地影响我们的工作和生活, 因此保证软件定义网络的可靠性显得尤为重要。软件定义网络面临的可靠性挑战来自两方面,分别是控制平面和数据平面。因此，对于OpenFlow交换机(后续简称为交换机)的可靠性测试，变得极为重要。
因此，如何全面的验证交换机的可靠性是当前亟需解决的技术问题。
发明内容
为了全面的验证交换机的可靠性，并提高验证效率，在本发明的一个方面，提出了一种Openflow交换机可靠性测试方法，所述方法包括：构建测试组网，所述测试组网包括两两互相连接的第一控制器、第二控制器、第一交换机以及第二交换机；通过两台测试仪分别与所述测试组网中的第一交换机以及第二交换机连接，并按照预设策略执行互打操作，并分别记录所述测试组网发生发生断路期间的数据收发情况；其中，所述第一控制器与所述第二控制器互为主、备设备，所述第一交换机与所述第二交换机互为主、备设备，所述互打操作优先通过主设备执行，并通过主控制器主动断开与交换机的通信以模拟产生所述断路。
在一个或多个实施例中，通过主设备主动断开与交换机的通信以模拟产生所述断路的个数至多为2个。
在一个或多个实施例中，本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法还包括：当主设备主动断开与交换机的时长达到预设时长时，恢复对应主设备与交换机之间的通信连接。
在一个或多个实施例中，本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法还包括：通过备用控制器控制主控制器下电；以及在预设时长后通过备用控制器控制主控制器重新上电。
在一个或多个实施例中，本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法还包括：当所述主控制器下电后由所述备用控制器执行主控操作；当所述主控制器重新上电后重新抢占主控操作权。
在一个或多个实施例中，本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法中的互打操作包括：分别执行预设在所述两台测试仪中的ip ping和mac ping功能。
在一个或多个实施例中，本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法中的记录所述测试组网发生发生断路期间的数据收发情况，包括：待流量恢复后，计算丢包数量、发包速率以及收敛时间。
在一个或多个实施例中，本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法还包括：配置所述第一交换机与所述第二交换机通过Vxlan隧道通信连接；并由主控制器将所有与Vxlan业务相关的表项下发到所述第一交换机以及所述第二交换机。
在一个或多个实施例中，本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法还包括：控制所述第一控制器与所述第二控制器同时下电；待所述第一交换机和所述第二交换机中的表项老化后，通过所述两个测试仪记录丢包数量；待所述第一交换机和所述第二交换机重新学习表项，并等待流量恢复；待流量恢复后，计算丢包数量，发包速率，计算出收敛时间。
在本发明的第二方面，提出了一种可读存储介质，包括可执行的计算机程序，所述计算机程序被执行时用于实现如上述任意一实施例中所述的一种Openflow交换机可靠性测试方法的步骤。
采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：本发明方法能够自动模拟多种断路和掉电场景，进而能够对交换机适应不同故障场景的可靠性进行全面验证，并提升验证效率。
本发明提供了实施例的各方面，不应当用于限制本发明的保护范围。根据在此描述的技术可设想到其它实施方式，这对于本领域普通技术人员来说在研究以下附图和具体实施方式后将是显而易见的，并且这些实施方式意图被包含在本申请的范围内。
下面参考附图更详细地解释和描述了本发明的实施例，但它们不应理解为对于本发明的限制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对现有技术和实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关的元件，或者在一些情况下比例可能已经被放大，以便强调和清楚地示出本文描述的新颖特征。另外，如本领域中已知的，结构顺序可以被不同地布置。
图1为本发明的测试组网的结构示意图。
图2为本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法的工作流程图。
具体实施方式
虽然本发明可以以各种形式实施，但是在附图中示出并且在下文中将描述一些示例性和非限制性实施例，但应该理解的是，本公开将被认为是本发明的示例并不意图将本发明限制于所说明的具体实施例。
为了解决全面的验证交换机的可靠性的问题，本发明提出了一种Openflow交换机可靠性测试方法，图1为本发明的测试组网的结构示意图。如图1所示，本发明的测试组网包括两两互相连接的第一控制器、第二控制器、第一交换机以及第二交换机，以及分别与第一交换机和第二交换机连接的两台测试仪。
图2为本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法的工作流程图。如图2所示，本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法的工作流程，包括：步骤100、构建测试组网，测试组网包括两两互相连接的第一控制器、第二控制器、第一交换机以及第二交换机；步骤200、通过两台测试仪分别与测试组网中的第一交换机以及第二交换机连接，并按照预设策略执行互打操作，并分别记录测试组网发生发生断路期间的数据收发情况；以及步骤300、其中，第一控制器与第二控制器互为主、备设备，第一交换机与第二交换机互为主、备设备，互打操作优先通过主设备执行，并通过主控制器主动断开与交换机的通信以模拟产生断路。
具体的，交换机的可靠性主要体现在当发生故障时，能否快速的适应不同的故障场景并完成数据流量的转发。为此，本实施例通过主控制器主动断开与交换机的连接来模拟交换机网络中出现断路的情况，实现了对断路故障的模拟，并且无需人工手动断路操作，能够大大提升测试效率。
在一个可选的实施中，为了模拟断路情况，主控制器将周期性的断开与交换机的通信连接。
在一个优选的实施例中，为了模拟断路情况，主控制器将随机性的断开与交换机的通信连接。其中，随机断开与交换机的通信更加符合真实应用场景，也能够发现更多交换机缺陷。
在进一步的实施例中，通过主控制器主动断开与交换机的通信以模拟产生断路的个数至多为2个。具体的，主控制器可以选择断开与一个交换机的通信连接，也可以同时断开与两个交换机的通信连接，其中，当仅断开与一个交换机的通信连接时，将迫使备用交换机代替主交换机进行数据流量转发，当主控制器同时断开与两个交换机的通信连接时，将迫使备用控制器代替主控制器执行主控操作。
在进一步的实施例中，本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法还包括：当主设备主动断开与交换机的时长达到预设时长时，恢复对应主设备与交换机之间的通信连接。具体的，本实施例模拟了交换机网络断点重连后的数据流量转发情况。
在进一步的实施例中，本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法方法还包括：通过备用控制器控制主控制器下电；以及在预设时长后通过备用控制器控制主控制器重新上电。具体的，本实施例模拟了主控制器掉电的故障情况，并且该操作由备用控制器控制完成，避免了人工操作，有助于提升测试效率。
在进一步的实施例中，本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法还包括：当主控制器下电后由备用控制器执行主控操作；当主控制器重新上电后重新抢占主控操作权。具体的，本实施模拟了主控制器掉电重启的数据流量转发情况。
在进一步的实施例中，本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法中的互打操作包括：分别执行预设在两台测试仪中的ip ping和mac ping功能。其中，ping是一种计算机网络工具，用来测试数据包能否透过 IP协议到达特定主机。ping的运作原理是向目标主机传出一个ICMP的请求回显数据包，并等待接收回显回应数据包。程序会按时间和成功响应的次数估算丢失数据包率(丢包率)和数据包往返时间(网络时延)。相应的，本发明中的记录测试组网发生发生断路期间的数据收发情况，包括：待流量恢复后，计算丢包数量、发包速率以及收敛时间。
在进一步的实施例中，本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法还包括：配置第一交换机与第二交换机通过Vxlan隧道通信连接；并由主控制器将所有与Vxlan业务相关的表项下发到第一交换机以及第二交换机。
在进一步的实施例中，本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法还包括：控制第一控制器与第二控制器同时下电以模拟产生断路；待第一交换机和第二交换机中的表项老化后，通过两个测试仪记录丢包数量；待第一交换机和第二交换机重新学习表项，并等待流量恢复；待流量恢复后，计算丢包数量，发包速率，计算出收敛时间。具体的，本实施例模拟了交换机根据表项进行数据流量转发的能力。
如上述各实施例，本发明方法能够自动模拟多种断路和掉电场景，进而能够对交换机适应不同故障场景的可靠性进行全面验证。上述各实例主要体现了本发明能够模拟的故障场景以及实现方式，以下将结合测试组网的具体配置更加详细、完整的阐述本发明的技术方案。
实施例
S1.按测试拓扑组网；
S11.Controller1(控制器1)分别连接OF sw1(OpenFlow交换机1)和OF sw2(OpenFlow交换机2)的接口；
S12.Controller2(控制器2)分别连接OF sw1和OF sw2的接口；
S13.测试仪与OF sw1的接口连接，连接数量为三条；
S14.测试仪与OF sw2的接口连接，连接数量为三条；
S15.Controller1与Controller2互联；
S2.对各设备进行配置；
S21.OF sw1将Controller1和Controller2配置为OpenFlow Agent；
S22.OF sw2将Controller1和Controller2配置为OpenFlow Agent；
S23.OF sw1与OF sw2配置建立VxLAN隧道；
S24.通过S21和S22选举出的主Controller，将所有与VxLAN 业务相关的表项下发到OF sw1和OF sw2上；
S25.OF sw1与测试仪连接的端口进行链路聚合；
S26.OF sw2与测试仪连接的端口进行链路聚合；
S3.网络测试仪启动流量，互打；
S31.网络测试仪与OF sw1连接的端口，配置端口聚合；
S32.网络测试仪与OF sw2连接的端口，配置端口聚合；
S33.网络测试仪配置绑定流，双向互打；
S4.断开主controller与交换机连接，记录数据；
S41.断开主controller与OF sw1和OF sw2连接；
S42.网络测试仪记录丢包数量；
S43.等待流量恢复；
S44.计算丢包数量，发包速率，计算出收敛时间；
S45.连接主controller与OF sw1和OF sw2连接；
S46.配置交换机与Controller之间连通性主动探测ip ping or mac ping功能；
S47.断开主controller与OF sw1和OF sw2连接；
S48.网络测试仪记录丢包数量；
S49.等待流量恢复,计算丢包数量，发包速率，计算出收敛时间；
S5.将S4断开的连接恢复，记录数据；
S51.将S4断开的连接恢复，重新抢占主Controller；
S52.网络测试仪记录丢包数量；
S53.等待流量恢复；
S54.计算丢包数量，发包速率，计算出收敛时间；
S55.连接主controller与OF sw1和OF sw2连接；
S56.配置交换机与Controller之间连通性主动探测ip ping or mac ping功能；
S57.断开主controller与OF sw1和OF sw2连接；
S58.网络测试仪记录丢包数量；
S59.等待流量恢复,计算丢包数量，发包速率，计算出收敛时间；
S6.主controller下电，记录数据；
S61.将主controller下电；
S62.网络测试仪记录丢包数量；
S63.等待流量恢复；
S64.计算丢包数量，发包速率，计算出收敛时间；
S65.连接主controller与OF sw1和OF sw2连接；
S66.配置交换机与Controller之间连通性主动探测ip ping or mac ping功能；
S67.断开主controller与OF sw1和OF sw2连接；
S68.网络测试仪记录丢包数量；
S69.等待流量恢复,计算丢包数量，发包速率，计算出收敛时间；
S7.将S6下电的controller重新上电，记录数据；
S71.将S6下电的controller重新上电，重新抢占主Controller；
S72.网络测试仪记录丢包数量；
S73.等待流量恢复；
S74.计算丢包数量，发包速率，计算出收敛时间；
S75.连接主controller与OF sw1和OF sw2连接；
S76.配置交换机与Controller之间连通性主动探测ip ping or mac ping功能；
S77.断开主controller与OF sw1和OF sw2连接；
S78.网络测试仪记录丢包数量；
S79.等待流量恢复,计算丢包数量，发包速率，计算出收敛时间；
S8.分别断开测试仪与两台交换机的一根连接，记录数据；
S81.分别断开测试仪与两台交换机的一根连接；
S82.网络测试仪记录丢包数量；
S83.等待流量恢复；
S84.计算丢包数量，发包速率，计算出收敛时间；
S9.分别断开测试仪与两台交换机的两根连接，记录数据；
S91.分别断开测试仪与两台交换机的两根连接；
S92.网络测试仪记录丢包数量；
S93.等待流量恢复；
S94.计算丢包数量，发包速率，计算出收敛时间；
S10.将所有的Controller下电，记录数据；
S101.两台Controller同时下电；
S102.等待交换机表项老化后，网络测试仪记录丢包数量；
S103.等待交换机重新自己学习表项，等待流量恢复；
S104.计算丢包数量，发包速率，计算出收敛时间；
上述实施例中，本发明主要公开各种场景下所需的配置及连接情况，有助帮助本领域技术人员快速按照本发明的一种Openflow交换机可靠性测试方法实现对交换机的可靠性验证。
在本发明的第二方面，提出了一种可读存储介质，包括可执行的计算机程序，所述计算机程序被执行时用于实现如上述任意一实施例中的一种 Openflow交换机可靠性测试方法的步骤。
本文所述的计算机可读存储介质(例如存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程 ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM (DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接 Rambus RAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。
应当理解的是，在技术上可行的情况下，以上针对不同实施例所列举的技术特征可以相互组合，从而形成本发明范围内的另外实施例。此外，本文所述的特定示例和实施例是非限制性的，并且可以对以上所阐述的结构、步骤及顺序做出相应修改而不脱离本发明的保护范围。
在本申请中，反意连接词的使用旨在包括连接词。定或不定冠词的使用并不旨在指示基数。具体而言，对“该”对象或“一”和“一个”对象的引用旨在表示多个这样对象中可能的一个。然而，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。此外，可以使用连接词“或”来传达同时存在的特征，而不是互斥方案。换句话说，连接词“或”应理解为包括“和/或”。术语“包括”是包容性的并且具有与“包含”相同的范围。
上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实施方式的可能示例，并且仅仅为了清楚理解本发明的原理而提出。在基本上不脱离本文描述的技术的精神和原理的情况下，可以对上述实施例做出许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内。
Claims (10)
1.一种Openflow交换机可靠性测试方法，其特征在于，所述方法包括：
构建测试组网，所述测试组网包括两两互相连接的第一控制器、第二控制器、第一交换机以及第二交换机；
通过两台测试仪分别与所述测试组网中的第一交换机以及第二交换机连接，并按照预设策略执行互打操作，并分别记录所述测试组网发生发生断路期间的数据收发情况；
其中，所述第一控制器与所述第二控制器互为主、备设备，所述第一交换机与所述第二交换机互为主、备设备，所述互打操作优先通过主设备执行，并通过主控制器主动断开与交换机的通信以模拟产生所述断路。
2.根据权利要求1所述的一种Openflow交换机可靠性测试方法，其特征在于，通过主设备主动断开与交换机的通信以模拟产生所述断路的个数至多为2个。
3.根据权利要求2所述的一种Openflow交换机可靠性测试方法，其特征在于，所述方法还包括：
当主设备主动断开与交换机的时长达到预设时长时，恢复对应主设备与交换机之间的通信连接。
4.根据权利要求1所述的一种Openflow交换机可靠性测试方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过备用控制器控制主控制器下电；以及
在预设时长后通过备用控制器控制主控制器重新上电。
5.根据权利要求4所述的一种Openflow交换机可靠性测试方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述主控制器下电后由所述备用控制器执行主控操作；
当所述主控制器重新上电后重新抢占主控操作权。
6.根据权利要求1或4所述的一种Openflow交换机可靠性测试方法，其特征在于，所述互打操作包括：分别执行预设在所述两台测试仪中的ip ping和mac ping功能。
7.根据权利要求6所述的一种Openflow交换机可靠性测试方法，其特征在于，所述记录所述测试组网发生发生断路期间的数据收发情况，包括：
待流量恢复后，计算丢包数量、发包速率以及收敛时间。
8.根据权利要求1所述的一种Openflow交换机可靠性测试方法，其特征在于，所述方法还包括：
配置所述第一交换机与所述第二交换机通过Vxlan隧道通信连接；
并由主控制器将所有与Vxlan业务相关的表项下发到所述第一交换机以及所述第二交换机。
9.根据权利要求8所述的一种Openflow交换机可靠性测试方法，其特征在于，所述方法还包括：
控制所述第一控制器与所述第二控制器同时下电；
待所述第一交换机和所述第二交换机中的表项老化后，通过所述两个测试仪记录丢包数量；
待所述第一交换机和所述第二交换机重新学习表项，并等待流量恢复；
待流量恢复后，计算丢包数量，发包速率，计算出收敛时间。
10.一种可读存储介质，其特征在于，包括可执行的计算机程序，所述计算机程序被执行时用于实现如上述权利要求1-9任意一项所述的一种Openflow交换机可靠性测试方法的步骤。
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