CN1549531A - 测试网络设备传输性能的装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测试网络设备传输性能的装置及其方法。本发明充分利用了网络性能分析设备及以太网交换机上现有的GE(千兆比以太网)端口产生测试需要的数据流，并利用网络性能分析设备对被测试网络设备的传输性能进行测试。因此，本发明很好地模拟了被测试网络设备的实际运行环境，提高了网络设备传输性能测试的准确性，并降低进行网络设备传输性能测试的成本；另外使用本发明还可以减少占用网络性能分析设备槽位的数目，从而增加网络性能分析设备的利用率。

Description

测试网络设备传输性能的装置及其方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种测试网络设备传输性能的装置及其方法。
背景技术
为了保证网络通信的可靠性，通常需要对组网所应用的网络设备的数据转发性能进行测试，对于测试通过的网络设备才可以应用于通信网络中，如以太网交换机等。目前以太网交换机的端口容量越来越大，端口数目越来越多；一块单板往往有24甚至48个FE(快速以太网)端口；而系统测试时，为模拟实际网上运行情况，往往要求所有FE端口能达到线速运行，这就大大增加了测试的难度。
现在普遍采用的网络设备传输性能测试方法如图1所示，将被测设备每2个端口配置一个VLAN(虚拟局域网)，如图所示将第一个网络设备端口1、2配置成VLAN1，第二个网络设备的端口3、4配置也VLAN2，依次类推，不同VLAN之间通过网线或光纤串联起来，最后通过SMB网络性能分析仪的两个端口产生数据流。该方法仅使用网络性能分析仪上的两个端口便可以满足测试的需求，既方便数据流的设置，又可以保证所有端口都有数据流。
上述方法的缺点是被测设备的所有端口收发的报文都是一样的，包括学习到的MAC(媒体接入控制)地址，并且每个VLAN最多只能包括两个端口，这样的测试环境与网上实际运行的环境有很大的区别，使测试脱离真实环境，大大降低了测试结果的准确性。
为了模拟实际网上运行环境，提高测试结果的准确性，目前可以采用的另一种网络设备传输性能测试方法如图2所示，将被测网络设备配置成若干个VLAN，图中为每两端口配置成一个VLAN，每个端口都和网络性能分析仪FE测试卡的端口连接。这样可以通过网络性能分析仪对不同端口设置不同的报文，充分模拟实际组网运行环境。但该方法的缺点是在实际测试过程中没有这么多的FE测试卡，如果购买则成本太高，且测试过程占用网络性能分析仪的槽位数目较多，大大降低了该方法的实际应用意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种测试网络设备传输性能的装置及其方法，以提供与实际网络环境相似的数据业务流生成环境，从而提高网络设备传输性能测试的准确性。
本发明的目的是这样实现的：一种测试网络设备传输性能的装置，包括：带有两个高速端口组的网络性能分析设备组和带有两个高速端口组及多个低速收发端口的数据收发设备组；网络性能分析设备组产生的数据流经过自身的第一高速端口组发送至数据收发设备组的第一高速端口组，数据收发设备组的第一高速端口组将数据流通过数据收发设备组的多个低速发送端口发送至被测试网络设备，经过被测试网络设备将数据流转发给数据收发设备组的多个低速接收端口，并通过数据收发设备的第二高速端口组发送给网络性能分析设备组的第二高速端口组，网络性能分析设备组确定被测试网络设备的传输性能。
所述的高速端口组为GE(千兆比以太网)端口组，低速收发端口为FE(快速以太网)端口。
所述的数据收发设备组由一台或一台以上的以太网交换机组成，且所有以太网交换机提供的FE端口数量不少于被测试网络设备的收发端口数量。
所述的网络性能分析设备组由一台或一台以上的SMB网络性能分析仪组成。
所述的带有两个GE端口组的网络性能分析设备组为一个带有两个GE端口的SMB网络性能分析仪。
所述的GE端口组由一个或一个以上的GE端口组成。
所述的高速端口为GE端口，低速端口为10M以太网端口。
所述的高速端口为FE(快速以太网)端口，低速端口为10M以太网端口。
一种基于上述装置实现的测试网络设备传输性能的方法，包括：
a、网络性能分析设备产生多个数据流，并将该数据流发送给以太网交换机的第一GE端口；
b、以太网交换机将从第一GE端口输入的数据流分流到各个FE端口，并通过各个FE端口发送给被测试网络设备；
c、被测试网络设备将接收的数据流转发至以太网交换机的各个FE端口上，并通过以太网交换机的第二GE端口转发给网络性能分析设备的第二GE端口；
d、网络性能分析设备的第二GE端口接收数据流，并分析被测试网络设备的传输性能。
所述的以太网交换机的第一GE端口和第二GE端口均为trunk端口。
该方法还包括：在以太网交换机的第一GE端口将网络性能分析设备产生的VLAN数据配置为允许通过。
所述的网络性能分析设备产生的多个数据流为多个带有VLAN Tag(虚拟局域网标签)的数据流，且所述的网络性能分析设备的第二GE端口接收的数据流也为带有VLAN Tag的数据流。
所述的分析被测试网络设备的传输性能为：网络性能分析设备通过比较自身的两个GE端口的数据收发数量和内容确定被测试网络设备的传输性能。
所述的分析被测试网络设备的传输性能为：根据被测试网络设备各个收发端口的数据收发计数器的值确定被测试网络设备传输性能。
由上述技术方案可以看出，本发明以充分模拟DUT(被测试网络设备)的实际运行环境，即在测试过程中可以令DUT各端口收发不同报文，大大提高了网络设备传输性能测试的准确性。并可以充分利用网络性能分析设备及以太网交换机上现有的GE(千兆比以太网)端口产生测试需要的数据流，从而降低进行网络设备传输性能测试的成本，因为以太网交换机每个端口的价格相对其他网络产品来说比较便宜。另外使用本发明还可以减少占用网络性能分析设备槽位的数目，从而增加网络性能分析设备的利用率。
附图说明
图1为现有的测试方法示意图1；
图2为现有的测试方法示意图2；
图3为本发明所述的装置的示意图；
图4为本发明所述的方法的流程图；
图5为trunk端口的配置命令表。
具体实施方式
网络通信中，GE端口的流量是FE端口的10倍，因此，可以通过一个带GE端口和FE端口的以太网交换机与网络性能分析设备产生测试网络设备传输性能需要的FE端口数据流，实现的关键是利用以太网交换机端口的trunk(树干或干道)功能。
在以太网交换机中，端口通常可以配置成trunk和access(访问)两种模式。缺省情况下以太网交换机端口以access模式工作，该模式下一个端口只能属于一个VLAN，它只允许其所属VLAN的帧通过。但在trunk模式下，端口可以同时属于不同的VLAN，并且允许指定的VLAN内的数据正常转发。
在现有的Quidway系列交换机中，将其端口设置为trunk模式的命令如图5所示，包括将以太网交换机的GE端口配置成Trunk端口；指定Trunk端口允许通过的VLAN，或者取消对Trunk端口允许通过VLAN的指定；设置Trunk端口的PVID(缺省虚拟局域网标识)，PVID的作用是当该端口接收到没有VLAN标记的数据时，将该数据带上VLAN ID为PVID的VLAN标签，并转发到PVID标记的VLAN。
下面以Smartbits(简称SMB)网络性能测试仪为例对本发明所述的装置作进一步说明，假设需要产生20个FE的数据流来测试一台以太网交换机，我们需要带两个GE端口的网络性能分析仪一台，带2个GE端口和20个FE端口的以太网交换机一台，具体的连接方式如图3所示SMB的第一GE端口，即GE1端口与以太网交换的第一GE端口(即GEport 1)相连；GEport 1与以太网交换机的各个FE发送端口(即FEport 1，FEport 2，FEport 3，……，FEport 10)间存在转发路径，以太网交换机的各个FE接收端口(即FEport 11，FEport 12，FEport 13，……，FEport 20)与自身的第二GE端口(即GEport 2)间存在转发路径，SMB的第二GE端口(即GE2)与GEport 2相连；而DUT(被测试网络设备)连接于以太网交换机的各个FE发送端口与各个FE接收端口之间。
通过上述装置再结合对各个设备的相应配置便可以实现对网络设备传输性能的测试，对于各个设备的相应配置包括：
在Quidway系列以太网交换机中，设GEport1/2端口分别对应g2/0/1和g2/0/8，FEport1～20分别对应e4/0/1～e4/0/20，则具体配置如下：
配置以太网交换机的GEport 1端口为Trunk端口，配置命令如下：
Quidway(config)#interface g2/0/1
Quidway(config-if-GigabitEthernet2/0/1)#switchport mode trunk
配置Geport 1端口允许通过的VLAN为VLAN101～110，若要对FE进行100％的负荷测试，每个GE端口允许通过的VLAN数不应超过10个，配置命令如下：
Quidway(config-if-GigabitEthernet2/0/1)#switchport trunk allowed vlan 101 to110
Please wait...Done.
Quidway(config-if-GigabitEthernet2/0/1)#exit
配置GEport 1端口允许通过VLAN对应的端口，即端口FEport1～10，FEport1～10分别对应VLAN101～110，配置命令如下：
Quidway(config)#vlan 101
Quidway(config-vlan 101)#switchport e 4/0/1
Quidway(config-vlan 101)#vlan 102
Quidway(config-vlan 102)#switchport e 4/0/2
Quidway(config-vlan 102)#vlan 103
Quidway(config-vlan 103)#switchport e 4/0/3
Quidway(config-vlan 103)#vlan 104
Quidway(config-vlan 104)#switchport e 4/0/4
Quidway(config-vlan 104)#vlan 105
Quidway(config-vlan 105)#switchport e 4/0/5
Quidway(config-vlan 105)#vlan 106
Quidway(config-vlan 106)#switchporr e 4/0/6
Quidway(config-vlan 106)#vlan 107
Quidway(config-vlan 107)#switchport e 4/0/7
Quidway(config-vlan 107)#vlan 108
Quidway(config-vlan 108)#switchport e 4/0/8
Quidway(config-vlan 108)#vlan 109
Quidway(config-vlan 109)#switchport e 4/0/9
Quidway(config-vlan 109)#vlan 110
Quidway(config-vlan 110)#switchport e 4/0/10
Quidway(config-vlan 110)#exit
对以太网交换机的GEport 2配置过程与GEport 1的配置过程相同，配置命令如下：
Quidway(config)#interface g 2/0/8
Quidway(config-if-GigabitEthernet2/0/8)#switchport mode trunk
Quidway(config-if-GigabitEthernet2/0/8)#switchport trunk allowed vlan 501 to510
Please wait...Done.
Quidway(config-if-GigabitEthernet2/0/8)#exit
Quidway(config)#vlan 501
Quidway(config-vlan501)#switchport e 4/0/11
Quidway(config-vlan501)#vlan 502
Quidway(config-vlan502)#switchport e 4/0/12
Quidway(config-vlan502)#vlan 503
Quidway(config-vlan503)#switchport e 4/0/13
Quidway(config-vlan503)#vlan 504
Quidway(config-vlan504)#switchport e 4/0/14
Quidway(config-vlan504)#vlan 505
Quidway(config-vlan505)#switchport e 4/0/15
Quidway(config-vlan505)#vlan 506
Quidway(config-vlan506)#switchport e 4/0/16
Quidway(config-vlan506)#vlan 507
Quidway(config-vlan507)#switchport e 4/0/17
Quidway(config-vlan507)#vlan 508
Quidway(config-vlan508)#switchport e 4/0/18
Quidway(config-vlan508)#vlan 509
Quidway(config-vlan509)#switchport e 4/0/19
Quidway(config-vlan509)#vlan 510
Quidway(config-vlan510)#switchport e 4/0/20
对DUT配置的过程如下，设Port1～20对应e3/0/1～e3/0/20：
这里配置DUT的每两个端口为一个VLAN，当然在实际应用过程中的实际测试配置一个VLAN可以包含两个或两个以上的端口，假设在该DUT上所有的VLAN为VLAN301～310，配置命令如下：
Quidway(config)#vlan 301
Quidway(config-vlan301)#switchport e 3/0/1 e 3/0/11
Quidway(config-vlan301)#vlan 302
Quidway(config-vlan302)#switchport e 3/0/2 e 3/0/12
Quidway(config-vlan302)#vlan 303
Quidway(config-vlan303)#switchport e 3/0/3 e 3/0/13
Quidway(config-vlan303)#vlan 304
Quidway(config-vlan304)#switchport e 3/0/4 e 3/0/14
Quidway(config-vlan304)#vlan 305
Quidway(config-vlan305)#switchport e 3/0/5 e 3/0/15
Quidway(config-vlan305)#vlan 306
Quidway(config-vlan306)#switchport e 3/0/6 e 3/0/16
Quidway(config-vlan306)#vlan 307
Quidway(config-vlan307)#switchport e 3/0/7 e 3/0/17
Quidway(config-vlan307)#vlan 308
Quidway(config-vlan308)#switchport e 3/0/8 e 3/0/18
Quidway(config-vlan308)#vlan 309
Quidway(config-vlan309)#switchport e 3/0/9 e 3/0/19
Quidway(config-vlan309)#vlan 310
Quidway(config-vlan310)#switchport e 3/0/10 e 3/0/20
Quidway(config-vlan310)#exit
对SMB网络性能分析仪的配置过程如下：
因为只有对于带VLAN标签的数据包，trunk端口才会发送到相应的VLAN中，而一般的不带VLAN标签的帧，trunk口会将它转发到端口的PVID中，所以我们在设置网络性能分析仪时，需要SMB产生带VLAN标签的数据包；
网络性能分析仪的每个端口的流数量一般和之相连的GEport的VLAN数量相同，数据流的VLAN ID必须设为相连GEport允许通过的VLAN ID，对与GEport1相连的SMB的GE1端口的具体设置如下：
选定SmartMetric Mode模式，即Smartbits的精确度量端口配置模式，可以设置多个数据流并指定每个数据流流量的大小；
选择Transmit Setup...(发送设置)，用来详细配置Smartbits发送的各报文内容，按照测试要求设置10条数据流，协议内容根据测试的需求可以是IP(网际协议)、TCP(传输控制协议)、UDP(用户数据报协议)或Custom(用户自定义)的数据流；
选中SMB中10条报文的VLAN，并依次设置VID(虚拟局域网标识)为101～110；
根据需要设置每条报文的流量，通常可以设置为10％，即设置每条报文的流量大小等于SMB的每个GE端口的总流量10％，GE流量为109bps，则10％的流量为108bps，相当于一个FE 100％的流量。
同样，SMB的GE2端口的设置时，按照上面组网，VID必须设置为501～510，其他按照测试需求设置，和GE1基本相同。
下面结合附图对本发明所述的方法作进一步说明，即说明如何利用上述装置实现对网络设备传输性能的测试；具体的测试过程参见图4，包括以下步骤：
步骤1：SMB的GE卡产生多个带VLAN Tag的数据流；
考虑到测试网络设备的需要，当一个GE卡产生的数据流无法满足测试需求时，可以同时采用几个GE卡进行数据流的生成，即所述的装置中具体的GE端口数量可以根据实际测试需要增减；
步骤2：将SMB的GE卡产生的数据流通过SMB的第一GE端口发送给以太网交换机的第一GE端口；
步骤3：以太网交换机将从第一GE端口输入的数据流分流到自身的各个FE发送端口；
步骤4：以太网交换机将各个FE端口的数据流发送给被测试网络设备的各个FE接收端口；
步骤5：被测试网络设备接收数据流进行转发处理，并将处理后的数据通过自身的FE发送端口哪送给以太网交换机；
步骤6：以太网交换机的各个FE接收端口接收数据流，并转发到自身的第二GE端口；
步骤7：以太网交换机的第二GE端口将数据流通过SMB的第二个GE端口发送给SMB；
步骤8：SMB分析确定被测试网络设备的传输性能；
分析确定被测试网络设备的传输性能具体包括两种方法：一种方法是假设以太网交换机在内部转发过程中不丢包，通过监控网络性能分析仪两个端口的数据流收发情况就可以知道DUT是否丢包，网络性能分析仪能自动显示某些异常的数据包的数目；另一种方法是通过比较DUT各输入输出端口的数据流计数器值来确定DUT的传输性能。
上述本发明提供的装置和方法是通过GE端口产生多个FE的以太网数据流，以满足测试网络设备传输性能的需要，基于上述装置和方法还可以通过FE口产生多个10M的以太网数据流实现对相应网络设备传输性能的测试，或者通过GE端口产生多个10M的以太网数据流进行网络设备传输性能的测试，具体的实施方式与上述装置和方法相同。

Claims (14)

1、一种测试网络设备传输性能的装置，其特征在于包括：带有两个高速端口组的网络性能分析设备组和带有两个高速端口组及多个低速收发端口的数据收发设备组；网络性能分析设备组产生的数据流经过自身的第一高速端口组发送至数据收发设备组的第一高速端口组，数据收发设备组的第一高速端口组将数据流通过数据收发设备组的多个低速发送端口发送至被测试网络设备，经过被测试网络设备将数据流转发给数据收发设备组的多个低速接收端口，并通过数据收发设备的第二高速端口组发送给网络性能分析设备组的第二高速端口组，网络性能分析设备组确定被测试网络设备的传输性能。
2、根据权利要求1所述的测试网络设备传输性能的装置，其特征在于所述的高速端口组为GE(千兆比以太网)端口组，低速收发端口为FE(快速以太网)端口。
3、根据权利要求1或2所述的测试网络设备传输性能的装置，其特征在于：所述的数据收发设备组由一台或一台以上的以太网交换机组成，且所有以太网交换机提供的FE端口数量不少于被测试网络设备的收发端口数量。
4、根据权利要求1或2所述的测试网络设备传输性能的装置，其特征在于所述的网络性能分析设备组由一台或一台以上的SMB网络性能分析仪组成。
5、根据权利要求4所述的测试网络设备传输性能的装置，其特征在于：所述的带有两个GE端口组的网络性能分析设备组为一个带有两个GE端口的SMB网络性能分析仪。
6、根据权利要求2所述的测试网络设备传输性能的装置，其特征在于所述的GE端口组由一个或一个以上的GE端口组成。
7、根据权利要求1所述的测试网络设备传输性能的装置，其特征在于所述的高速端口为GE端口，低速端口为10M以太网端口。
8、根据权利要求1所述的测试网络设备传输性能的装置，其特征在于所述的高速端口为FE(快速以太网)端口，低速端口为10M以太网端口。
9、一种基于上述装置实现的测试网络设备传输性能的方法，其特征在于包括：
a、网络性能分析设备产生多个数据流，并将该数据流发送给以太网交换机的第一GE端口；
b、以太网交换机将从第一GE端口输入的数据流分流到各个FE端口，并通过各个FE端口发送给被测试网络设备；
c、被测试网络设备将接收的数据流转发至以太网交换机的各个FE端口上，并通过以太网交换机的第二GE端口转发给网络性能分析设备的第二GE端口；
d、网络性能分析设备的第二GE端口接收数据流，并分析被测试网络设备的传输性能。
10、根据权利要求9所述的测试网络设备传输性能的方法，其特征在于：所述的以太网交换机的第一GE端口和第二GE端口均为trunk端口。
11、根据权利要求9或10所述的测试网络设备传输性能的方法，其特征在于该方法还包括：在以太网交换机的第一GE端口将网络性能分析设备产生的VLAN数据配置为允许通过。
12、根据权利要求9所述的测试网络设备传输性能的方法，其特征在于：所述的网络性能分析设备产生的多个数据流为多个带有VLAN Tag(虚拟局域网标签)的数据流，且所述的网络性能分析设备的第二GE端口接收的数据流也为带有VLAN Tag的数据流。
13、根据权利要求9所述的测试网络设备传输性能的方法，其特征在于所述的分析被测试网络设备的传输性能为：网络性能分析设备通过比较自身的两个GE端口的数据收发数量和内容确定被测试网络设备的传输性能。
14、根据权利要求9所述的测试网络设备传输性能的方法，其特征在于所述的分析被测试网络设备的传输性能为：根据被测试网络设备各个收发端口的数据收发计数器的值确定被测试网络设备传输性能。
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