CN115801689A - 一种基于SrTCM的流量令牌桶的测试方法及系统 - Google Patents

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CN115801689A CN202211505082.6A CN202211505082A CN115801689A CN 115801689 A CN115801689 A CN 115801689A CN 202211505082 A CN202211505082 A CN 202211505082A CN 115801689 A CN115801689 A CN 115801689A
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Abstract

本申请提供一种基于SrTCM的流量令牌桶的测试方法及系统，通过构造设定流量向被测网络设备发送，设定流量包括恒定速率流量、突发流量和超额突发流量等，采样被测网络设备的处理数据以及被测网络设备的出接口的转发速率，最后处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过。本实施例针对单速三色标记器算法的实现逻辑，针对该逻辑对流量产生的波形进行特殊的、有针对性的设计，而非仅是使用恒定速率流量进行测试，以测试算法针对突发流量和超额突发流量的处理逻辑正确性，可更加全面且精细化的测试到其算法逻辑。

Description

一种基于SrTCM的流量令牌桶的测试方法及系统
技术领域
本申请涉及性能测试技术领域，具体而言，涉及一种基于SrTCM的流量令牌桶的测试方法及系统。
背景技术
令牌桶技术中的令牌桶可以看作是一个存放一定数量令牌的容器。系统按设定的速度向桶中放置令牌，当桶中令牌满时，多出的令牌溢出，桶中令牌不再增加。在使用令牌桶对流量进行评估时，是以令牌桶中的令牌数量是否足够满足报文的转发为依据的。如果桶中存在足够的令牌可以用来转发报文，称流量遵守或符合约定值，否则称为流量超标或不符合约定值。
关于令牌桶处理报文的方式，RFC中定义了两种标记算法：单速率三色标记(single rate three color marker，SrTCM，或称为单速双桶算法)算法，主要关注报文尺寸的突发。双速率三色标记(two rate three color marker，trTCM，或称为双速双桶算法)算法，主要关注报文速率的突发。两种算法的评估结果都是为报文打上红、黄、绿三种颜色的标记，所以称为“三色标记”。
在单速率三色标记算法中，为方便描述将两个令牌桶称为C桶和E桶，用Tc和Te表示桶中的令牌数量。单速双桶有3个参数：
CIR(Committed Information Rate)：承诺信息速率，表示向C桶中投放令牌的速率，即C桶允许传输或转发报文的平均速率。
CBS(Committed Burst Size)：承诺突发尺寸，表示C桶的容量，即C桶瞬间能够通过的承诺突发流量。
EBS(Excess Burst Size)：超额突发尺寸，表示E桶的容量，即E桶瞬间能够通过的超出突发流量。
系统按照CIR速率向桶中投放令牌：若Tc<CBS，Tc增加。若Tc＝CBS，Te<EBS，Te增加。若Tc＝CBS，Te＝EBS，则都不增加。
对于到达的报文，用B表示报文的大小：若B≤Tc，报文被标记为绿色，且Tc减少B。若Tc<B≤Te，报文被标记为黄色，且Te减少B。若Tc<B并且Te<B，报文被标记为红色，且Tc和Te都不减少。
然而，现有技术中在对基于SrTCM的流量令牌桶进行测试时，值针对恒定速率进行测试，并未针对其算法特性进行有针对性的测试，如针对突发流量和超额突发流量等测试，测试维度不够，测试不充分，导致测试遗漏、策略算法分支覆盖不全面等问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种基于SrTCM的流量令牌桶的测试方法及系统，用以现有技术中无法针对突发流量和超额突发流量等进行测试，测试维度不够，测试不充分，导致测试遗漏、策略算法分支覆盖不全面等问题。
本申请实施例提供的一种基于SrTCM的流量令牌桶的测试方法，方法适用于基于单速三色标记器算法的流量令牌桶运行在被测网络设备中，方法包括：
由流量发生设备构造设定流量，并通过被测网络设备传输至流量接收设备；
在设定流量通过被测网络设备传输值流量接收设备的过程中，由测试控制设备，采样被测网络设备的处理数据以及被测网络设备的出接口的转发速率；其中，处理数据包括被流量令牌桶命中的报文数，以及设定流量的标记情况；
根据处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过。
上述技术方案中，通过构造设定流量向被测网络设备发送，设定流量包括恒定速率流量、突发流量和超额突发流量等，采样被测网络设备的处理数据以及被测网络设备的出接口的转发速率，最后处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过。本实施例针对单速三色标记器算法的实现逻辑，针对该逻辑对流量产生的波形进行特殊的、有针对性的设计，而非仅是使用恒定速率流量进行测试，以测试算法针对突发流量和超额突发流量的处理逻辑正确性，可更加全面且精细化的测试到其算法逻辑。
在一些可选的实施方式中，根据处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过，包括：
在设定流量中不存在被标记为红色的报文时，若判定转发速率与发送速率不一致，则判定测试不通过；
在设定流量中存在被标记为红色的报文时，若判定丢包流量与被标记为红色的流量的大小不一致，则判定测试不通过；其中，丢包流量根据转发速率波形与发送速率波形计算得到。
在一些可选的实施方式中，根据处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过，包括：
若判定命中的报文数与当前流量发生设备发送的报文数不一致，则判定测试不通过。
在一些可选的实施方式中，其中，设定流量为满足以下函数的第一流量f1(t)：f1(t)＝R1；
其中，t为时间，R1＝CIR，CIR为承诺信息速率；
根据处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过，包括：
若判定任一被命中的报文没有被标记为绿色，则判定测试不通过。
上述技术方案中，针对恒定速率场景进行测试，以保证单速三色标记器算法令牌消耗和补充的功能有效性。
在一些可选的实施方式中，设定流量为满足以下函数的第二流量f2(t)：
Figure BDA0003967890360000041
其中，t为时间，R1＝CIR，CIR为承诺信息速率；
根据处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过，包括：
若判定任一被命中的报文没有被标记为绿色，则判定测试不通过。
上述技术方案中，针对CIR和CIR/2的流量速率周期性波动，以保证单速三色标记器算法在流量波动情况下令牌消耗和补充的功能有效性。
在一些可选的实施方式中，设定流量为满足以下函数的第三流量f3(t)：
Figure BDA0003967890360000042
其中，t为时间，f3(t)为周期T＝T1+T2+T3的周期性函数，R1＝CIR，CIR为承诺信息速率；T2＝CBS/(R2-R1)，CIR×T3＝CBS；
根据处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过，包括：
若判定任一被命中的报文没有被标记为绿色，则判定测试不通过。
上述技术方案中，针对覆盖了C桶令牌刚好耗尽的边界值的场景进行测试，增加了测试逻辑完备性，增强了测试目的性、提高了测试准确性。
在一些可选的实施方式中，设定流量的发送速率波形的周期为设定周期T；
由测试控制设备，采样被测网络设备的处理数据之前，方法还包括：设置测试控制设备采样被测网络设备的采样周期为设定周期T。
在一些可选的实施方式中，设定流量为满足以下函数的第四流量f4(t)：
Figure BDA0003967890360000051
其中，t为时间，设定周期T＝T1+T2+T3，R1＝CIR，CIR为承诺信息速率；T2＝(CBS+EBS)/(R2-R1)，CIR×T3＝CBS+EBS；CBS为承诺突发尺寸，EBS为超额突发尺寸；
根据处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过，包括：
若判定被标记为绿色的流量大小与CIR×T1+R2×T2×[1-EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)]不一致，或判定被标记为黄色的流量大小与R2×T2×EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)不一致，则判定测试不通过。
上述技术方案中，针对覆盖了C桶和E桶令牌刚好耗尽的边界值的场景进行测试，增加了测试逻辑完备性，增强了测试目的性、提高了测试准确性。
在一些可选的实施方式中，设定流量为满足以下函数的第五流量f5(t)：
Figure BDA0003967890360000052
其中，t为时间，设定周期T＝T1+T2+T3+T4，R1＝CIR，CIR为承诺信息速率；T2＝(CBS+EBS)/(R2-R1)，CIR×T4＝CBS+EBS；CBS为承诺突发尺寸，EBS为超额突发尺寸；
根据处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过，包括：
若判定被标记为绿色的流量大小与CIR×T1+R2×T2×[1-EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)]+CIR×T3不一致，或怕判定被标记为黄色的流量大小与R2×T2×EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)不一致，或判定被标记为红色的流量大小与(R2-CIR)×T3不一致，则判定测试不通过。
上述技术方案中，针对突发违约流量的场景进行测试，测试了单速三色标记器算法应对突发违约流量处理的功能有效性，增加了测试逻辑完备性，增强了测试目的性、提高了测试准确性。
在一些可选的实施方式中一种基于SrTCM的流量令牌桶的测试系统，包括流量发生设备、流量接收设备和测试控制设备；
流量发生设备，用于构造设定流量，并通过被测网络设备传输至流量接收设备；其中，基于单速三色标记器算法的流量令牌桶运行在被测网络设备；
测试控制设备，用于在设定流量通过被测网络设备传输值流量接收设备的过程中，采样被测网络设备的处理数据，以及被测网络设备的出接口的转发速率；处理数据包括被流量令牌桶命中的报文数，以及设定流量的标记情况；并，根据处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过。
上述技术方案中，利用流量发生设备、测试控制设备以及流量接收设备，通过构造设定流量向被测网络设备发送，设定流量包括恒定速率流量、突发流量和超额突发流量等，采样被测网络设备的处理数据以及被测网络设备的出接口的转发速率，最后处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过。本实施例针对单速三色标记器算法的实现逻辑，针对该逻辑对流量产生的波形进行特殊的、有针对性的设计，而非仅是使用恒定速率流量进行测试，以测试算法针对突发流量和超额突发流量的处理逻辑正确性，可更加全面且精细化的测试到其算法逻辑。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种基于SrTCM的流量令牌桶的测试系统功能模块图；
图2为本申请实施例提供的一种基于SrTCM的流量令牌桶的测试方法步骤流程图；
图3为第一场景中流量发送设备产生第一流量所满足的第一函数曲线图；
图4为第二场景中流量发送设备产生第二流量所满足的第二函数曲线图；
图5为第三场景中流量发送设备产生第三流量所满足的第三函数曲线图；
图6为第四场景中流量发送设备产生第四流量所满足的第四函数曲线图；
图7为第五场景中流量发送设备产生第五流量所满足的第五函数曲线图；
图8为第五场景中转发流量速率的函数曲线图。
图标：1-流量发生设备，2-被测网络设备，3-流量接收设备，4-测试控制设备。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种基于SrTCM的流量令牌桶的测试系统功能模块图，该系统包括流量发生设备1、流量接收设备3和测试控制设备4；
流量发生设备1，用于构造设定流量，并通过被测网络设备2传输至流量接收设备3；其中，基于单速三色标记器算法的流量令牌桶运行在被测网络设备2；
测试控制设备4，用于在设定流量通过被测网络设备2传输值流量接收设备3的过程中，采样被测网络设备2的处理数据，以及被测网络设备2的出接口的转发速率；处理数据包括被流量令牌桶命中的报文数，以及设定流量的标记情况；并，根据处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过。
本申请实施例中，利用流量发生设备1、测试控制设备4以及流量接收设备3，通过构造设定流量向被测网络设备2发送，设定流量包括恒定速率流量、突发流量和超额突发流量等，采样被测网络设备2的处理数据以及被测网络设备2的出接口的转发速率，最后处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过。本实施例针对单速三色标记器算法的实现逻辑，针对该逻辑对流量产生的波形进行特殊的、有针对性的设计，而非仅是使用恒定速率流量进行测试，以测试算法针对突发流量和超额突发流量的处理逻辑正确性，可更加全面且精细化的测试到其算法逻辑。
其中，流量发生设备1、流量接收设备3和测试控制设备4在初始化时，需包括如下初始化步骤：
初始化自动化测试系统，清除一切干扰配置；
分别配置流量发生设备1、流量接收设备3、测试控制设备4、被测网络设备2。使流量发生设备1与流量接收设备3可通过被测网络设备2进行通信。测试控制设备4可远程连接至流量发生设备1、流量接收设备3、被测网络设备2获取相应消息；
在被测网络设备2上进行基于单速三色标记器算法的流量令牌桶的流量监管策略的相关的被测配置，分别配置以下参数：CIR(Committed Information Rate)：承诺信息速率，表示向C桶中投放令牌的速率，即C桶允许传输或转发报文的平均速率；CBS(CommittedBurst Size)：承诺突发尺寸，表示C桶的容量，即C桶瞬间能够通过的承诺突发流量；EBS(Excess Burst Size)：超额突发尺寸，表示E桶的容量，即E桶瞬间能够通过的超出突发流量。
请参照图2，图2为本申请实施例提供的一种基于SrTCM的流量令牌桶的测试方法步骤流程图，方法适用于基于单速三色标记器算法的流量令牌桶运行在被测网络设备2中，方法包括：
步骤100、由流量发生设备1构造设定流量，并通过被测网络设备2传输至流量接收设备3；
步骤200、在设定流量通过被测网络设备2传输值流量接收设备3的过程中，由测试控制设备4，采样被测网络设备2的处理数据以及被测网络设备2的出接口的转发速率；其中，处理数据包括被流量令牌桶命中的报文数，以及设定流量的标记情况；
步骤300、由测试控制设备4，根据处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过。
本申请实施例中，针对单速三色标记器算法的实现逻辑，针对该逻辑对流量产生的波形进行特殊的、有针对性的设计，而非仅是使用恒定速率流量进行测试，以测试算法针对突发流量和超额突发流量的处理逻辑正确性，可更加全面且精细化的测试到其算法逻辑。
具体地，以下提供了五种场景下进行测试的方法，需明确的是本申请的一个或多个实施例中的测试方法或系统不仅限于应用在这五种场景下。
第一场景，全部报文被标记为绿色，其中流量速率等于CIR，此设计为恒定速率场景，以保证其算法令牌消耗和补充的功能有效性。
请参照图3，图3为第一场景中流量发送设备产生第一流量所满足的第一函数曲线图：f1(t)＝R1；
其中，t为时间，R1＝CIR，CIR为承诺信息速率，即流量的速率等于令牌桶的承诺信息速率。
第一流量的报文到达被测网络设备2的被测防火墙后，由于单速三色标记器算法的流量令牌桶的流量监管策略的作用，流量应命中策略，参与单速三色标记器算法的流量令牌桶的流量监管策略的相关调度，流量发送速均不超过CIR，该流量的所有报文均应被标记成绿色。
测试控制设备4通过远程连接的方式，以固定时间为采样周期，定期获取被测网络设备2的相关信息，若策略命中数正确(等于当前发送的所有报文数)，且该流量的所有报文均应被标记成绿色，则符合预期，测试继续，否则，测试结束，直接测试不通过。
测试控制设备4还通过远程连接的方式，以固定时间为采样周期，定期获取被测网络设备2的出接口的转发速率，若此转发速率恒等于R1，且无丢包，则符合预期，测试继续，否则，测试结束，直接测试不通过。在设定流量中不存在被标记为红色的报文时，若判定转发速率与发送速率不一致，则判定测试不通过。
第二场景，全部报文被标记为绿色，其中流量速率不超过CIR，周期性波动，此设计为CIR和CIR/2的流量速率周期性波动，以保证其算法在流量波动情况下令牌消耗和补充的功能有效性；
请参照图4，图4为第二场景中流量发送设备产生第二流量所满足的第二函数曲线图：
Figure BDA0003967890360000101
其中，t为时间，R1＝CIR，CIR为承诺信息速率；
第二函数是以时间t为横轴的分段周期性函数，其周期为T，且T＝2T1；n为自然数(0，1，2，…)；第二场景中设置R1＝CIR。第二函数的第一段速率为R1/2，即为令牌桶承诺信息速率的一半；第二函数的第二段速率为R1，即流量的速率等于令牌桶的承诺信息速率。
第二流量的报文到达被测防火墙后，由于单速三色标记器算法的流量令牌桶的流量监管策略的作用，流量应命中策略，参与单速三色标记器算法的流量令牌桶的流量监管策略的相关调度，流量发送速率虽然有波动，但在整个周期内均不超过CIR，该流量的所有报文均应被标记成绿色；
测试控制设备4通过远程连接的方式，以固定时间为采样周期，定期获取被测网络设备2的相关信息，若策略命中数正确(等于当前发送的所有报文数)，上述报文确被标记成绿色，则符合预期，测试继续，否则，测试结束，直接测试不通过。
测试控制设备4通过远程连接的方式，以固定时间为采样周期，定期获取被测网络设备2的出接口的转发速率，若此转发速率的时域波形与发送速率波形一致，且无丢包，则符合预期，测试继续，否则，测试结束，直接测试不通过。
第三场景，全部报文被标记为绿色，其中流量有突发，C桶令牌用尽，此设计的一个周期设计分为三段：
a)第一段，由于消耗的令牌与向C桶中投放令牌的速率相等，此阶段的所有报文应被标记为绿色；
b)第二段，此阶段可耗尽C桶的令牌(E桶令牌未用)，此阶段的所有报文都应被标记成绿色；
c)第三段，此阶段不消耗令牌，C桶令牌补充满。
此流量波形设计增加了测试逻辑完备性，且覆盖了C桶令牌刚好耗尽的边界值的场景，增强了测试目的性、提高了测试准确性；
请参照图5，图5为第三场景中流量发送设备产生第三流量所满足的第三函数曲线图：
Figure BDA0003967890360000121
其中，t为时间，f3(t)为周期T＝T1+T2+T3的周期性函数，R1＝CIR，CIR为承诺信息速率；T2＝CBS/(R2-R1)，CIR×T3＝CBS；
也就是说，在一周期T中的：第一段速率为R1(Mbps)，持续时间为T1，此阶段令牌消耗与令牌补充相等；第二段速率为R2(Mbps)，持续时间为T2，此阶段C桶令牌刚好用尽；第三段速率为0(Mbps)，持续时间为T3，此阶段C桶令牌刚好补满。
第三流量的报文测防火墙后，由于单速三色标记器算法的流量令牌桶的流量监管策略的作用，流量应命中策略，参与单速三色标记器算法的流量令牌桶的流量监管策略的相关调度，在一周期T中的：
第一段，由于消耗的令牌与向C桶中投放令牌的速率相等，此阶段的所有报文应被标记为绿色；
第二段，此阶段可耗尽C桶的令牌(E桶令牌未用)，此阶段的所有报文都应被标记成绿色；
第三段，此阶段不消耗令牌，C桶令牌补充满。
测试控制设备4通过远程连接的方式，以固定时间为采样周期，定期获取被测网络设备2的相关信息，若策略命中数正确(等于当前发送的所有报文数)，上述报文确被标记成绿色，则符合预期，测试继续，否则，测试结束，直接测试不通过。
测试控制设备4通过远程连接的方式，以固定时间为采样周期，定期获取被测网络设备2的出接口的转发速率，若此转发速率的时域波形与发送速率波形一致，且无丢包，则符合预期，测试继续，否则，测试结束，直接测试不通过。
第四场景，部分报文被标记为绿色，部分报文被标记为黄色，流量有突发，C桶用尽，E桶用尽，此设计的一个周期设计分为三段：
第一段，由于消耗的令牌与向C桶中投放令牌的速率相等，此阶段的所有报文应被标记为绿色；
第二段，此阶段可耗尽C桶的令牌和E桶令牌，且可精确计算绿色与黄色报文的占比情况。
第三段，此阶段不消耗令牌，C桶令牌刚好补充满。
此流量波形设计增加了测试逻辑完备性，且覆盖了C桶和E桶令牌刚好耗尽的边界值的场景，增强了测试目的性、提高了测试准确性；
请参照图6，图6为第四种场景中流量发送设备产生第四流量所满足的第四函数曲线图：
Figure BDA0003967890360000131
其中，t为时间，设定周期T＝T1+T2+T3，R1＝CIR，CIR为承诺信息速率；T2＝(CBS+EBS)/(R2-R1)，CIR×T3＝CBS+EBS；CBS为承诺突发尺寸，EBS为超额突发尺寸；
也就是说，在一周期T中的：第一段速率为R1(Mbps)，持续时间为T1，此阶段令牌消耗与令牌补充相等；第二段速率为R2(Mbps)，持续时间为T2，此阶段C桶和E桶令牌刚好用尽；第三段速率为0(Mbps)，持续时间为T3，此阶段C桶和E桶令牌刚好补满。
第四流量的报文到达被测防火墙后，由于单速三色标记器算法的流量令牌桶的流量监管策略的作用，流量应命中策略，参与单速三色标记器算法的流量令牌桶的流量监管策略的相关调度，在一周期T中的：
第一段，由于消耗的令牌与向C桶中投放令牌的速率相等，此阶段的所有报文应被标记为绿色(该流量的大小为：CIR×T1)；
第二段，此阶段可耗尽C桶的令牌和E桶令牌，此阶段的占比为的流量为黄色(该流量的大小为：R2×T2×[EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)])，其他为绿色(该流量的大小为：R2×T2×[1-EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)])；
第三段，此阶段不消耗令牌，C桶令牌补充满，C桶溢出的令牌也补满E桶。
测试控制设备4通过远程连接的方式，以固定时间T＝T1+T2+T3为采样周期，定期获取被测网络设备2的相关信息，若策略命中数正确(等于当前发送的所有报文数)，在被标记的一个周期T的报文中，黄色报文的流量的大小为：R2×T2×[EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)]，绿色报文的流量的大小为：CIR×T1+R2×T2×[1-EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)])，则符合预期，测试继续，否则，测试结束，直接测试不通过。
测试控制设备4通过远程连接的方式，以固定时间为采样周期，定期获取被测网络设备2的出接口的转发速率，若此转发速率的时域波形与发送速率波形一致，且无丢包，则符合预期，测试继续，否则，测试结束，直接测试不通过。
第五场景，部分报文被标记为绿色报文，部分报文被标记为黄色报文，部分报文被标记为红色报文，C桶用尽，E桶用尽后限流，此设计的一个周期设计分为三段：
第一段，由于消耗的令牌与向C桶中投放令牌的速率相等，此阶段的所有报文应被标记为绿色；
第二段，此阶段的前一段时间可耗尽C桶的令牌和E桶令牌，只有绿色报文和黄色报文，且可精确计算绿色与黄色报文的占比情况；此阶段之后的一段时间，只有绿色报文和红色报文，且可计算绿色与红色报文的占比情况。
第三段，此阶段不消耗令牌，C桶令牌补充满，C桶溢出的令牌也刚好补满E桶。
该场景下，可测试该单速三色标记器算法应对突发违约流量处理的功能有效性。
请参照图7，图7为第五种场景中流量发送设备产生第五流量所满足的第五函数曲线图：
Figure BDA0003967890360000151
其中，t为时间，设定周期T＝T1+T2+T3+T4，R1＝CIR，CIR为承诺信息速率；T2＝(CBS+EBS)/(R2-R1)，CIR×T4＝CBS+EBS；CBS为承诺突发尺寸，EBS为超额突发尺寸；
也就是说，在一周期T中的：第一段速率为R1(Mbps)，持续时间为T1，此阶段令牌消耗与令牌补充相等；第二段速率为R2(Mbps)，持续时间为T2+T3，在T2阶段C桶和E桶令牌耗尽；第三段速率为0(Mbps)，持续时间为T4，此阶段C桶和E桶令牌刚好补满。
第五流量的报文到达被测防火墙后，由于单速三色标记器算法的流量令牌桶的流量监管策略的作用，流量应命中策略，参与单速三色标记器算法的流量令牌桶的流量监管策略的相关调度，在一周期T中的：
第一段，由于消耗的令牌与向C桶中投放令牌的速率相等，此阶段的所有报文应被标记为绿色(该流量的大小为：CIR×T1)；
第二段，此阶段的前T2的时间可耗尽C桶的令牌和E桶令牌。T2阶段中黄色报文的流量大小为：R2×T2×[EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)]，剩余报文应标记为绿色，T2阶段中绿色报文的流量大小为：R2×T2×[1-EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)])；T3阶段中，绿色报文的流量的大小为：CIR×T3)，剩余应标记为红色，红色报文的流量大小为：(R2-CIR)×T3。
第三段，此阶段不消耗令牌，C桶令牌补充满，C桶溢出的令牌也补满E桶。
测试控制设备4通过远程连接的方式，以固定时间T＝T1+T2+T3+T4为采样周期，定期获取被测网络设备2的相关信息，若策略命中数正确(等于当前发送的所有报文数)，且报文颜色阶段统计(黄色、绿色、红色分别为：黄色R2×T2×[EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)]，绿色CIR×T1+R2×T2×[1-EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)]+CIR×T3，红色(R2-CIR)×T3)与标准一致，则符合预期，测试继续，否则，测试结束，直接测试不通过。
测试控制设备4通过远程连接的方式，以固定时间为采样周期，定期获取被测网络设备2的出接口的转发速率，若此转发速率的波形如图8，一个周期内丢包流量大小为(R2-CIR)×T3，则符合预期，测试继续，否则，测试结束，直接测试不通过。
上述几个场景，均可使用单独一个周期作为功能有效性测试，亦可将流量周期性重复，从而可测试单速三色标记器算法的稳定性，测试更加完备；在实际测试时，上述五个场景均通过，测试才算通过。
综上所述，本申请通过分析单速三色标记器算法的实现逻辑，针对该逻辑对流量产生波形进行特殊设计，而非仅是使用恒定速率流量进行测试，以测试算法针对突发流量和超额突发流量的处理正确性。相较于现有技术，可更加全面且精细化的测试到其算法逻辑。本实施例中，流量设计考虑到令牌桶的消耗临界点，如令牌消耗与补充相等、C桶令牌刚好消耗殆尽、E桶令牌刚好消耗殆尽等，此边界值的相关测试，增强了测试目的性、提高了测试准确性；本实施例分别对针对预期标记绿色报文、预期标记黄色报文和预期标记红色报文的五种场景进行有针对的测试，侧重点明确，逻辑覆盖完全。并且，本实施例可以通过自动化方式针对单速三色标记器算法的流量令牌桶有效性的阶段性结果进行判断，实时分析，并可提前预判自动化测试结果，若测试中途不符合预期，可提前预判，结束测试，节省测试时间。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于SrTCM的流量令牌桶的测试方法，其特征在于，所述方法适用于基于单速三色标记器算法的流量令牌桶运行在被测网络设备中，所述方法包括：
由流量发生设备构造设定流量，并通过所述被测网络设备传输至流量接收设备；
在设定流量通过所述被测网络设备传输值流量接收设备的过程中，由测试控制设备，采样所述被测网络设备的处理数据以及所述被测网络设备的出接口的转发速率；其中，所述处理数据包括被所述流量令牌桶命中的报文数，以及设定流量的标记情况；
根据所述处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断所述单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断所述单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过，包括：
在设定流量中不存在被标记为红色的报文时，若判定所述转发速率与发送速率不一致，则判定测试不通过；
在设定流量中存在被标记为红色的报文时，若判定丢包流量与被标记为红色的流量的大小不一致，则判定测试不通过；其中，丢包流量根据转发速率波形与发送速率波形计算得到。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断所述单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过，包括：
若判定所述命中的报文数与当前流量发生设备发送的报文数不一致，则判定测试不通过。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述设定流量为满足以下函数的第一流量f1(t)：f1(t)＝R1；
其中，t为时间，R1＝CIR，CIR为承诺信息速率；
所述根据所述处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断所述单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过，包括：
若判定任一被命中的报文没有被标记为绿色，则判定测试不通过。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定流量为满足以下函数的第二流量f2(t)：
Figure FDA0003967890350000021
其中，t为时间，R1＝CIR，CIR为承诺信息速率；
所述根据所述处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断所述单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过，包括：
若判定任一被命中的报文没有被标记为绿色，则判定测试不通过。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定流量为满足以下函数的第三流量f3(t)：
Figure FDA0003967890350000022
其中，t为时间，f3(t)为周期T＝T1+T2+T3的周期性函数，R1＝CIR，CIR为承诺信息速率；T2＝CBS/(R2-R1)，CIR×T3＝CBS；
所述根据所述处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断所述单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过，包括：
若判定任一被命中的报文没有被标记为绿色，则判定测试不通过。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定流量的发送速率波形的周期为设定周期T；
所述由测试控制设备，采样被测网络设备的处理数据之前，所述方法还包括：设置测试控制设备采样被测网络设备的采样周期为设定周期T。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述设定流量为满足以下函数的第四流量f4(t)：
Figure FDA0003967890350000031
其中，t为时间，设定周期T＝T1+T2+T3，R1＝CIR，CIR为承诺信息速率；T2＝(CBS+EBS)/(R2-R1)，CIR×T3＝CBS+EBS；CBS为承诺突发尺寸，EBS为超额突发尺寸；
所述根据所述处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断所述单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过，包括：
若判定被标记为绿色的流量大小与CIR×T1+R2×T2×[1-EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)]不一致，或判定被标记为黄色的流量大小与R2×T2×EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)不一致，则判定测试不通过。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述设定流量为满足以下函数的第五流量f5(t)：
Figure FDA0003967890350000032
其中，t为时间，设定周期T＝T1+T2+T3+T4，R1＝CIR，CIR为承诺信息速率；T2＝(CBS+EBS)/(R2-R1)，CIR×T4＝CBS+EBS；CBS为承诺突发尺寸，EBS为超额突发尺寸；
所述根据所述处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断所述单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过，包括：
若判定被标记为绿色的流量大小与CIR×T1+R2×T2×[1-EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)]+CIR×T3不一致，或怕判定被标记为黄色的流量大小与R2×T2×EBS/(CBS+EBS+CIR×T2)不一致，或判定被标记为红色的流量大小与(R2-CIR)×T3不一致，则判定测试不通过。
10.一种基于SrTCM的流量令牌桶的测试系统，其特征在于，包括流量发生设备、流量接收设备和测试控制设备；
所述流量发生设备，用于构造设定流量，并通过被测网络设备传输至所述流量接收设备；其中，基于单速三色标记器算法的流量令牌桶运行在所述被测网络设备；
所述测试控制设备，用于在设定流量通过所述被测网络设备传输值流量接收设备的过程中，采样所述被测网络设备的处理数据，以及所述被测网络设备的出接口的转发速率；所述处理数据包括被所述流量令牌桶命中的报文数，以及设定流量的标记情况；并，根据所述处理数据、转发速率和设定流量的发送速率，判断所述单速三色标记器算法的流量令牌桶的测试是否通过。
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