CN1773941A - 一种认证服务的性能测试方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种认证服务的性能测试方法和装置，用于对宽带接入设备的动态主机配置协议与网络的认证服务的性能测试，包括：在与宽带接入设备相连的主机上设置客户端模拟模块和性能测试管理模块，利用所述客户端模拟模块使一块网卡通过动态主机配置协议方式从宽带接入设备获得多个IP地址；利用所述性能测试管理模块使每个IP地址都向所述宽带接入设备发起一个网络认证请求，在所述主机上实现大量动态主机配置协议与网络认证服务的虚拟用户负载；利用所述性能测试管理模块对性能测试数据进行统计分析。本发明的技术效果在于挖掘现有测试工具的特点，对它们进行结合使用达到测试目的。

Description

一种认证服务的性能测试方法和装置

技术领域

本发明涉及一种通信领域的测试方法，特别是涉及宽带接入设备中动态主机配置协议与网络认证服务的性能测试方法。

背景技术

随着国内宽带网络建设的发展，可以满足对网络更高层次管理要求的宽带接入设备(即Broadband Access Server Device，简称BAS设备)的运用越来越普遍。这种类型的设备一般基于ATM或以太网，同时支持多种接入方式，例如PPPOE、PPPOA、固定IP、动态IP、802.1X等等。

中华人民共和国通信行业标准《接入网技术要求—基于以太网技术的宽带接入网(YD/T 1160-2001)》中规定了基于以太网技术的宽带接入网承载业务应遵循的Dhcp+Web(动态主机配置协议与网络)认证方式的业务流程，因此Dhcp+Web认证业务是BAS设备必须支持的功能。

Dhcp+Web认证方式的用户认证、授权和计费需要经过以下步骤：

1、用户主机配置成通过Dhcp(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)动态获取IP地址后，用户主机初始化并发送Dhcp-Discover包，此包经用户侧设备转发到局侧设备。

2、局侧设备做Dhcp中继代理功能，判断此包为Dhcp-Discover包，将其转发至Dhcp服务器。

3、Dhcp服务器对Dhcp-Discover包以Dhcp-Offer响应。

4、局侧设备接收到Dhcp-OFFER，转发到相应的用户主机。

5、用户主机收到Dhcp-OFFER后，发送Dhcp-Request包。

6、局侧设备判断此包为Dhcp-Request并且发送该包的主机没有通过认证，设置Dhcp-Request中的相关参数使Dhcp服务器分配只用于认证的地址，并将该包转发至Dhcp服务器。

7、Dhcp服务器对Dhcp-Request包以Dhcp-Ack响应，分配用于认证的IP地址。

8、局侧设备接收到Dhcp-Ack，转发到相应的用户主机。

9、用户主机使用收到的Dhcp-Ack配置自身参数。用户发起http请求，请求打开Web认证页面。

10、局侧设备接收到http请求，判断发送该请求的主机没有通过认证，转发该请求到Web认证服务器。

11、Web认证服务器接收到http请求，返回用户登陆Web页面。

12、局侧设备转发用户登陆Web页面至用户主机。

13、用户主机通过Web认证页面发送用户登陆信息到Web认证服务器。

14、局侧设备转发用户登陆信息至Web认证服务器。

15、Web认证服务器将用户的认证信息发给局侧设备。

16、局侧设备产生一个认证请求的数据包发送给AAA服务器(AAA：Authentication，Authorization和Accounting.认证、授权和审计)，该包中含有标识该局侧设备的信息(如IP地址)以及用户名和口令。

认证通过流程：

17、AAA服务器接收到认证请求包后，验证该用户的合法性。如果用户合法，AAA服务器产生一个允许接入的数据包发送给局侧设备，该包中含有用户上网的一些信息(如用户权限等)。

18、局侧设备接收到允许接入的数据包后，通知Web认证服务器向用户终端发送认证成功的消息，同时打开该用户的访问权限。

19、Web认证服务器向用户终端发送认证成功的消息。

20、局侧设备转发认证成功的消息至用户主机。

21、用户主机上网。

Dhcp+Web认证方式的用户AAA主要过程见附图1。

BAS设备必须在有大量用户的实际使用环境中保证上述Dhcp+Web认证服务的健壮性。因此，BAS设备的Dhcp+Web服务性能测试的主要内容也就是模拟出大量虚拟用户；使这些虚拟用户能够几乎同时按上述Dhcp+Web认证服务流程，获得动态IP地址，并能够进入互连网；测试结束后，能够得到性能测试数据的统计分析结果。

通过上述Dhcp+Web认证服务测试原理分析，目前对Dhcp+Web性能测试存在以下几个关键点：

1、单网卡通过Dhcp方式获得多个IP地址；

2、大量Dhcp+Web认证服务的虚拟用户负载在多台主机间的分摊；

3、多台测试主机的测试负荷调度问题；

4、服务性能测试数据的获取和统计分析。

这四点都很难解决。目前还没有一种现成的测试工具，可以同时解决这四个关键点。如果自行开发Dhcp+Web测试软件必定非常耗费人力、物力；而且开发出的测试软件很可能依赖于具体的Dhcp+Web服务的实现，缺乏通用性。因此，需要在研究各种现有测试工具的基础上，提出了一种综合利用两类测试工具来实现Dhcp+Web认证服务性能测试的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种认证服务的性能测试方法和装置，解决现有技术不能只通过一种测试工具完成对BAS设备的Dhcp+Web性能测试的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种认证服务的性能测试方法，用于对宽带接入设备的动态主机配置协议与网络的认证服务的性能测试，其特点在于，包括如下步骤：步骤一，在与宽带接入设备相连的主机上设置客户端模拟模块和性能测试管理模块，利用所述客户端模拟模块使一块网卡通过动态主机配置协议方式从宽带接入设备获得多个IP地址；步骤二，利用所述性能测试管理模块使每个IP地址都向所述宽带接入设备发起一个网络认证请求，在所述主机上实现大量动态主机配置协议与网络认证服务的虚拟用户负载；步骤三，利用所述性能测试管理模块对性能测试数据进行统计分析。

上述的认证服务的性能测试方法，其特点在于，在所述步骤二之后还包括一个将测试负荷分摊到多台分摊主机上的分摊步骤。

上述的认证服务的性能测试方法，其特点在于，所述步骤二进一步包括：在所述主机上利用所述性能测试管理模块录制一个动态主机配置协议与网络用户的一次完整网络认证过程的测试脚本，然后对脚本进行适当修改和设置，从而在测试脚本回放的时，使该主机每个IP地址都向宽带接入设备发起一个网络认证请求。

上述的认证服务的性能测试方法，其特点在于，所述分摊步骤包括：所述性能测试管理模块指定要分摊负荷的分摊主机的名称、脚本和虚拟用户数量，然后把所述脚本对应分发到各分摊主机，并按照步骤二中的方式实现虚拟用户负载。

上述的认证服务的性能测试方法，其特点在于，在所述脚本中设置有多个同步点，使所有IP地址对应的虚拟用户一起发起认证请求和断线请求，达到用户并发访问的测试效果。

上述的认证服务的性能测试方法，其特点在于，还包括在所述脚本中进行设置，使虚拟用户登录成功后在线停留一个设定时间的步骤。

为了更好的实现本发明的目的，本发明还提供了一种认证服务的性能测试装置，用于对宽带接入设备的动态主机配置协议与网络的认证服务的性能测试，其特点在于，包括与宽带接入设备相连的主机及设置在所述主机上的客户端模拟模块和性能测试管理模块；所述客户端模拟模块使一块网卡通过动态主机配置协议方式从宽带接入设备获得多个IP地址；所述性能测试管理模块使每个IP地址都向所述宽带接入设备发起一个网络认证请求，在所述主机上实现大量动态主机配置协议与网络认证服务的虚拟用户负载，并对性能测试数据进行统计分析。

上述的认证服务的性能测试装置，其特点在于，还包括多台分摊主机，用于分摊测试负荷。

上述的认证服务的性能测试装置，其特点在于，所述分摊主机连接所述主机，所述性能测试管理模块指定要分摊负荷的分摊主机的名称、脚本和虚拟用户数量，并把所述脚本对应分发到各分摊主机。

本发明的技术效果在于挖掘现有测试工具的特点，对它们进行结合使用达到测试目的。采用本发明所述方法，具有以下优点：

l、两种类型测试工具的结合使用充分利用了现有成熟的商用软件资源，大大节约了自行研发的人力和物力，且测试质量有保障；

2、充分利用软件性能测试工具强大的统计分析功能，对Dhcp+Web服务的用户认证响应时间给出准确的统计分析，准确了解BAS设备所能达到的指标性能指标。

3、此方案在支持Dhcp+Web认证服务的BAS设备中都可以使用，通用性强。

下面结合附图进一步详细说明本发明的具体实施例。

附图说明

图1是Dhcp+Web认证服务的用户认证、授权和计费流程图；

图2是本发明方法的步骤流程图；

图3是TestSuite实现大量虚拟用户负载模拟及负载分布调度的原理图；

图4是本发明测试方案的的组网原理图；

图5是在一台测试主机上的测试逻辑流程图。

具体实施方式

本发明针对BAS设备的Dhcp+Web认证服务性能测试，提出一种新的测试方法。采用这种方法，测试工程师可以利用已有的两大类软件测试工具，在多台主机环境下模拟大量Dhcp+Web认证服务用户接入认证全过程，完全有效地达到性能测试目的，同时又可节约大量的自行开发专用测试工具所需的人力和物力资源。

本发明的主要是结合两类测试软件：(一)Dhcp客户端模拟软件(二)软件性能测试和测试管理软件；利用它们各自的技术特点实现大量Dhcp+Web认证服务用户的模拟，从而完成大量Dhcp+Web认证服务虚拟用户接入互连网络的全过程；最后，可通过测试管理软件的统计功能来精确分析Dhcp+Web服务的性能指标数据。由于这两类测试软件有很多是成熟的通用软件，所以该方案具有很强的通用性，测试结果也可以比较另人信服。

图2是本发明方法的步骤流程图，本发明所述的Dhcp+Web性能测试方法主要测试步骤如下：

步骤200：使一块网卡通过Dhcp方式获得多个IP地址；

一般情况下，BAS设备对于一块网卡(同一MAC地址)的Dhcp请求只会分配一个IP地址。但现有的一些测试工具软件，如Mimic SNMP AgentSimulation具有同时模拟多个Dhcp客户端的能力。将Mimic安装在一台与BAS设备相连的PC机上，正确设置BAS设备后，启用Mimic的Dhcp虚拟用户功能，该PC机将从BAS设备的地址池中自动获得多个IP地址。图3为采用这种方法的实例图示，显示了TestSuite实现大量虚拟用户负载模拟及负载分布调度的原理；

步骤210：单机大量Dhcp+Web认证服务的虚拟用户负载的实现；

进行Web认证服务的性能测试必须模拟出实际环境中的大量Web认证服务用户，很多软件性能测试工具，如Rational公司的Robot，都可以在单机上进行大量Web认证服务用户的模拟。

其原理如下：首先在步骤一中提到的主机上采用Robot vu功能录制一个Dhcp+Web用户的一次完整WEB认证过程(包括上线、在线一段时间、下线)的VU测试脚本。然后对Robot vu脚本进行适当修改和设置，在测试脚本回放的时，该主机每个IP地址都会向BAS设备发起一个Web认证请求。

这一步可以说是本方案的要点。该步骤将Dhcp虚拟用户和Web认证虚拟用户结合起来实现了一个Dhcp+Web认证服务的虚拟用户，仅利用一台主机上，完成了多个Dhcp+Web认证过程并发的模拟。

步骤220：将测试负荷分摊到多台测试主机上；

若所有Dhcp+Web认证服务的虚拟用户都运行在一台测试机器上，对机器的配置要求会很高。因此需要将大量的虚拟用户负载分摊到多台计算机上以降低对测试机器的要求，减小测试机本身的性能限制所带来的负面影响。

软件测试管理软件可以协助实现上述目的，如Rational TestManager中的TestSuite功能。首先TestSuite中指定计算机名称，以及每台计算机上的Robot vu脚本和虚拟用户数量(这些指定计算机必须安装Test Agent，并利用Mimic获得了与虚拟用户数量相对应的IP地址)；在TestSuite执行时，TestManager把Robot vu脚本发放到各个指定计算机上按步骤二中描述运行。这样就把测试负荷分摊到多台计算机中执行，原理图见图4。其中负责分发和调度Robot vu脚本执行计算机401称为Manager Computer，其他的计算机402称为Agent Computer。

步骤230：对性能测试数据进行统计分析

大多数软件测试管理软件都可以对软件服务的性能测试数据进行统计分析，如Rational TestManager能以图形和表格的方式输出在大量虚拟用户负载环境下软件服务性能数据的统计分析结果。见附图6，7和表1

下面以一台主机模拟50个Dhcp+Web认证服务用户为例对本方案进行更为具体的说明。其中的具体配置等细节可以根据实际测试需要进行更改。

1、在主机中安装Mimic和Rational Robot及TestManager等测试软件，保证其可以正常运行。

2、主机与BAS设备用户侧端口相连，保证BAS各项配置都正确

3、启动Mimic，添加50个agent，设置agent需要通过Dhcp获得ip地址

4、在Mimic中启动这50个agent，过一会就可以看到它们从BAS处获得了50个IP地址。在这台机器上执行ipconfig-all可以看到机器多了50个自动获得的地址；在BAS中show ip用户信息，可以发现有50个没有经过web认证的dhcp用户。

5、使用Robot将该过程以vu脚本的形式录制用户机上进行一次完整的web认证、下线过程。可以将该web认证过程分为以下几个主要步骤：open_page(打开IE输入web server的地址，打开web认证页面)；login(用户点击登录按钮，发起认证请求)；disconnect(用户点击断开按钮，发起断线请求)。

6、为了达到50个虚拟用户同时发起认证请求的目的，我们在脚本open_page处、login前、disconnect前，共三个地方增加了同步点。这样做可以保证50个用户一起发起认证请求和断线请求，达到用户并发访问的测试目的。

7、为了模拟真实的使用环境，修改Robot vu脚本，让虚拟用户登录成功后，在线停留60秒。

8、使用Robot模拟50个用户回放该VU脚本。具体步骤如下：首先在菜单“suit→edit runtime”中启用选项“Enable IP Aliasing”；进行回放时，填写用户数为50个。这样就实现了在一台用户机上模拟50个Dhcp+Web认证服务用户。

9、脚本回放结束后，Robot可以自动统计出各操作的响应时间，输出各种图表。

10、在Mimic中stop这些设备，相当于发出了dhcp release包。在这台机器上执行ipconfig-all可以看到刚才的50个地址没有了；在BAS中show ip用户信息，可以发现50个dhcp用户也没有了。

我们采用本发明所述方法，分别采用1个用户、5个用户、10个用户、20个用户、40个用户、100个用户负载(采用了两台主机分摊测试负荷的方式实现)对同一个BAS设备的Dhcp+Web服务进行访问测试。

图5是在一台测试主机上的测试逻辑流程图，具体测试流程包括：

步骤501：使用MIMIC模拟多个Dhcp用户获得IP地址；

步骤502：使用robot模拟这些Dhcp用户发起WEB上线请求；

步骤503：使用robot保持用户在线一段时间；

步骤504：使用robot模拟这些Dhcp用户发起WEB离线请求；

步骤505：使用MIMIC模拟多个Dhcp用户释放IP地址；

步骤506：使用自动测试工具反复重复该过程。

本发明的关键点在于挖掘现有测试工具的特点，对它们进行结合使用达到测试目的。采用本发明所述方法，具有以下优点：

1、两种类型测试工具的结合使用充分利用了现有成熟的商用软件资源，大大节约了自行研发的人力和物力，且测试质量有保障；

2、充分利用软件性能测试工具强大的统计分析功能，对Dhcp+Web服务的用户认证响应时间给出准确的统计分析，准确了解BAS设备所能达到的指标性能指标。

3、此方案在支持Dhcp+Web认证服务的BAS设备中都可以使用，通用性强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被本发明的专利范围所涵盖。

Claims (11)

1、一种认证服务的性能测试方法，用于对宽带接入设备的动态主机配置协议与网络的认证服务的性能测试，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，在与宽带接入设备相连的主机上设置客户端模拟模块和性能测试管理模块，利用所述客户端模拟模块使一个网络接口通过动态主机配置协议方式从宽带接入设备获得多个IP地址；

步骤二，利用所述性能测试管理模块使每个IP地址都向所述宽带接入设备发起一个网络认证请求，在所述主机上实现大量动态主机配置协议与网络认证服务的虚拟用户负载；

步骤三，利用所述性能测试管理模块对性能测试数据进行统计分析。

2、根据权利要求1所述的认证服务的性能测试方法，其特征在于，在所述步骤二之后还包括一个将测试负荷分摊到多台分摊主机上的分摊步骤。

3、根据权利要求2所述的认证服务的性能测试方法，其特征在于，所述步骤二进一步包括：在所述主机上利用所述性能测试管理模块录制一个动态主机配置协议与网络用户的一次完整网络认证过程的测试脚本，然后对脚本进行适当修改和设置，从而在测试脚本回放的时，使该主机每个IP地址都向宽带接入设备发起一个网络认证请求。

4、根据权利要求3所述的认证服务的性能测试方法，其特征在于，所述分摊步骤包括：所述性能测试管理模块指定要分摊负荷的分摊主机的名称、脚本和虚拟用户数量，然后把所述脚本对应分发到各分摊主机，并按照步骤二中的方式实现虚拟用户负载。

5、根据权利要求3或4所述的认证服务的性能测试方法，其特征在于，在所述脚本中设置有多个同步点，使所有IP地址对应的虚拟用户一起发起认证请求和断线请求，达到用户并发访问的测试效果。

6、根据权利要求5所述的认证服务的性能测试方法，其特征在于，还包括在所述脚本中进行设置，使虚拟用户登录成功后在线停留一个设定时间的步骤。

7、根据权利要求1、2、3、4或6所述的认证服务的性能测试方法，其特征在于，所述网络接口为一网卡。

8、一种认证服务的性能测试装置，用于对宽带接入设备的动态主机配置协议与网络的认证服务的性能测试，其特征在于，包括与宽带接入设备相连的主机及设置在所述主机上的客户端模拟模块和性能测试管理模块；

所述客户端模拟模块使一网络接口通过动态主机配置协议方式从宽带接入设备获得多个IP地址；

所述性能测试管理模块使每个IP地址都向所述宽带接入设备发起一个网络认证请求，在所述主机上实现大量动态主机配置协议与网络认证服务的虚拟用户负载，并对性能测试数据进行统计分析。

9、根据权利要求8所述的认证服务的性能测试装置，其特征在于，还包括多台分摊主机，用于分摊测试负荷。

10、根据权利要求9所述的认证服务的性能测试装置，其特征在于，所述分摊主机连接所述主机，所述性能测试管理模块指定要分摊负荷的分摊主机的名称、脚本和虚拟用户数量，并把所述脚本对应分发到各分摊主机。

11、根据权利要求8、9或10所述的认证服务的性能测试装置，其特征在于，所述网络接口为一网卡。

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