CN201226523Y

CN201226523Y - 一种交换机稳定性测试系统

Info

Publication number: CN201226523Y
Application number: CNU2008201081608U
Authority: CN
Inventors: 林清
Original assignee: Beijing Star Net Ruijie Networks Co Ltd
Current assignee: Beijing Star Net Ruijie Networks Co Ltd
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2018-05-26

Abstract

本实用新型涉及通信技术，特别涉及一种被测交换机的测试技术，提供一种交换机稳定性测试系统，用以在不增加测试仪使用成本的基础上，提高交换机稳定性测试的准确度。包括：测试控制设备、测试仪、至少一个扩展交换机和至少一个被测交换机。本实用新型实施例为实现不增加测试仪使用成本基础上提高交换机稳定性测试的准确度，利用扩展交换机对单个测试仪的数据输出端口进行扩展，提高了被测交换机在测试过程中的端口覆盖率，从而提高了测试准确度。

Description

一种交换机稳定性测试系统

技术领域

本实用新型涉及通信技术，特别涉及一种被测交换机的测试技术。

背景技术

被测交换机产品在出厂前，都要经过严格的软件与硬件测试。其中，实际应用测试是一种常用的测试方法，这种方法使用反映实际用户需求的测试手段，对被测交换机的功能以及稳定性进行验证，以保证该设备在用户现场能够稳定地运行。

尽管一台交换机一般有几十个端口，实际应用中的端口占用率通常也都在90％以上，甚至满载。但是由于测试仪成本较高，单个测试仪的测试端口有限，在实验室进行的现有交换机稳定性测试技术中，只能在交换机少数端口被覆盖的情况下进行，导致稳定性测试时交换机的端口覆盖率过低，造成测试强度不足，测试结果不准确。

实用新型内容

本实用新型提供一种交换机稳定性测试系统，用以在不增加测试仪使用成本的基础上，提高交换机稳定性测试的准确度。本实用新型提供的交换机稳定性测试系统包括：

测试控制设备，用于根据测试数据生成规律信息下发不同虚拟局域网的测试数据控制指令，接收被测交换机的稳定性测试结果，并根据所述稳定性测试结果确定被测交换机的稳定性；

测试仪，用于接收所述测试控制设备输出的测试数据控制指令，根据所述测试数据控制指令生成不同虚拟局域网的测试数据，以及在每一个数据输出端口输出测试数据；

至少一个扩展交换机，用于通过汇聚模式的输入端口连接所述测试仪的输出端口，并接收所述测试仪输出的测试数据，以及通过为各虚拟局域网配置的不同输出端口分别输出每一个虚拟局域网的测试数据；

至少一个被测交换机，每一个被测交换机的各输入端口分别连接扩展交换机的输出端口，用于接收并处理各输入端口接收的不同虚拟局域网测试数据，以及生成稳定性测试结果并输出。

所述测试控制设备具体包括：

信息接收单元，用于接收所述测试数据生成规律信息；

测试控制单元，用于根据测试数据生成规律信息下发不同虚拟局域网的测试数据控制指令；

结果接收单元，用于接收被测交换机的稳定性测试结果；

性能确定单元，用于根据所述稳定性测试结果确定被测交换机的稳定性。

本实用新型实施例为实现不增加测试仪使用成本基础上提高交换机稳定性测试的准确度，利用扩展交换机对单个测试仪的数据输出端口进行扩展，提高了被测交换机在测试过程中的端口覆盖率，从而提高了测试准确度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提出的交换机稳定性测试系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例中测试仪和测试控制设备之间的连接关系示意图；

图3-图8分别为本实用新型实施例中扩展交换机和被测交换机之间的连接关系示意图；

图9为本实用新型实施例提供的测试控制装置结构示意图；

图10为本实用新型实施例中多级扩展交换机级联的连接关系示意图；

图11为本实用新型实施例中多级扩展交换机级联特例的连接关系示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例为提高交换机稳定性测试时的端口覆盖率，提供一种应用在实验室的交换机稳定性测试系统，如图1所示，包括：

测试控制设备101，用于根据测试数据生成规律信息下发不同虚拟局域网(Virtual Local Network，VLAN)的测试数据控制指令，接收被测交换机的稳定性测试结果，并根据稳定性测试结果确定被测交换机的稳定性；

测试仪102，用于接收测试控制设备输出的测试数据控制指令，根据测试数据控制指令生成不同虚拟局域网的测试数据，以及在优选的实施方案中，每一个数据输出端口并行输出所有测试数据以提高测试强度；

至少一个扩展交换机103，根据全部测试数据所需带宽，每一个扩展交换机103的部分或全部输入端口以汇聚(Trunk)模式连接测试仪的一个输出端口，每一个扩展交换机103用于通过汇聚模式的输入端口接收测试仪输出的测试数据，并根据输出端口配置模式，分别在不同的输出端口输出各虚拟局域网的测试数据，其中每一个扩展交换机103的任意两个输出端口配置为不相同的虚拟局域网测试数据输出端口；

至少一个被测交换机104，每一个被测交换机104的各输入端口分别连接一个扩展交换机103的输出端口，每一个被测交换机104用于接收并处理各输入端口接收的不同虚拟局域网测试数据，以及生成稳定性测试结果并输出。

首先在本实用新型实施例中，根据被测交换机的实际应用场景，被测交换机的所有端口可能被配置转发同一虚拟局域网的用户数据，也可能被配置为转发不同虚拟局域网的用户数据，因此需要多个虚拟局域网的测试数据，所以测试控制设备101根据测试数据生成规律信息，需要向测试仪102下发不同虚拟局域网的测试数据控制指令，测试仪102接收到测试数据控制指令后，根据测试数据控制指令生成不同虚拟局域网的测试数据。

其次，本实用新型实施例为实现不增加测试仪102使用成本基础上提高测试准确度，利用扩展交换机103对单个测试仪102的数据输出端口进行扩展，具体方法包括：每一个扩展交换机103的输入端口以汇聚模式连接测试仪的一个输出端口，测试仪102在每一个数据输出端口并行输出所有测试数据，扩展交换机103可以通过输入端口接收到测试仪输出的所有测试数据，并根据输出端口配置模式，分别在不同的输出端口输出各虚拟局域网的测试数据，每一个被测交换机104的各输入端口分别连接一个扩展交换机103的输出端口，用于接收并处理各输入端口接收的不同虚拟局域网测试数据，为避免数据环回，每一个扩展交换机103的任意两个输出端口配置为不相同的虚拟局域网测试数据输出端口。这样，在不增加测试仪102的基础上，利用扩展交换机103提高了被测交换机104的端口覆盖率。

被测交换机104在测试数据的接收和处理过程中生成稳定性测试结果，并将稳定性测试结果输出给测试控制设备101，测试控制设备101根据稳定性测试结果确定被测交换机的稳定性。

这样，通过扩展交换机103提高了被测交换机端口的覆盖率，例如一台24个口的被测交换机，不可能分别连接24个测试仪，但可以用一台大于或等于24个端口的扩展交换机与之对连，这样只要24根网线与一台扩展交换机并进行一些配置即可完成。由于扩展交换机的成本远远小于测试仪，从而以很小的仪器成本获得了测试性能的极大提高。

如图2所示，为测试控制设备101和测试仪102之间的连接关系示意图，其中：

测试控制设备101根据测试仪102的输入端口类型使用对应的输出端口与其相连，例如，若测试仪102提供了速率为10/100M、1000M或更高速率的以太网端口，则测试控制设备101可使用相应速率的以太网端口与其相连；若测试仪102提供了控制端口，则测试控制设备101可使用串口与其相连；具体实施中的连接方式也可能包括其他端口类型，本领域的技术人员可以根据测试仪102所提供的输入端口类型选择适当的测试控制设备输出端口与其相连。

如图3所示，为扩展交换机和被测交换机之间的一种端口连接关系示意图，其中：

被测交换机包括m个，分别用于在不同的Vlan中进行用户数据转发处理；

扩展交换机1、扩展交换机2......扩展交换机n中，每一个扩展交换机至少包括m个端口，各端口分别被配置为m个Vlan中，Vlan₁、Vlan₂......Vlan_m的用户数据输出端口；

被测交换机1的各输入端口分别连接每一个扩展交换机中Vlan₁的用户数据输出端口；

被测交换机2的各输入端口分别连接每一个扩展交换机中Vlan₂的用户数据输出端口；

依次类推，被测交换机m的各输入端口分别连接每一个扩展交换机中Vlan_m的用户数据输出端口。

交换机的稳定性测试过程如下：

1、测试控制设备根据不同Vlan的测试数据生成规律，向测试仪下发测试指令；

2、测试仪根据测试指令生成测试数据并在所有端口上输出测试数据；

3、扩展交换机接收测试数据并根据端口配置，在不同端口上输出对应Vlan测试数据；

4、各被测交换机接收并转发处理归属Vlan的测试数据，根据接收和处理结果生成测试结果返回给测试控制设备；

5、测试控制设备根据测试结果确定被测交换机的性能。

如图4、图5、图6、图7和图8所示，当被测交换机的各端口分属不同Vlan的应用场景下，利用扩展交换机对测试仪数据输出端口进行扩展的连接关系示意图，具体测试过程和图3类似，这里不再重复描述。

如果被测交换机104个数很多，相应的扩展交换机103的个数也会很多，有可能超过测试仪102输出端口的个数，此时可以通过级联多级扩展交换机的方式减少测试所需的测试仪输出端口个数。如图10所示，其中第一级扩展交换机的全部或部分输入端口以汇聚(Trunk)模式连接测试仪102的一个输出端口；最后一级的每一个扩展交换机的各输出端口分别连接被测交换机1—m上配置为同一虚拟局域网(Vlan)的输入端口；中间级的每一个扩展交换机的全部或部分输入端口以汇聚模式连接前一级扩展交换机的一个输出端口，中间级的每一个扩展交换机的输出端口以汇聚模式连接下一级扩展交换机的一个输入端口，并且只输出下一级扩展交换机输出端口的Vlan配置允许输出的Vlan数据，例如下一级扩展交换机1只输出Vlan_m+1、Vlan_m+2、......、Vlan_2m的数据，则连接所述下一级扩展交换机1的中间级扩展交换机只输出Vlan_m+1、Vlan_m+2、......、Vlan_2m的数据。图11是上述扩展交换机级联方法的特例，即只有两级扩展交换机级联(没有中间级)时的连接方法。图10和图11中，最后一级扩展交换机与被测交换机的连接方法除了采用了图3所示的连接方法之外，图4、图5、图6、图7和图8中所示的连接方法同样适用。

进一步为获得更为准确的测试结果，测试数据生成规律信息根据被测交换机的应用环境确定，以一个Vlan的测试数据生成规律获得方法为例，具体包括如下步骤：

1、分析被测交换机的用户需求，分析用户都启用什么功能点，功能点与功能点之间的联系，并在实验室中验证分析的功能和联系；

2、捕获被测交换机可能的应用环境数据流量背景信息；

可以通过在用户现场设备的命令行控制界面(Command-Line Interface，CLI)中每隔多长时间进行显示mac地址计数(show mac-address-table count)，持续收集一段时间，并把收集的信息保存为日志(log)文件；收集数据类型与流量，在条件允许的情况下，可以通过协议分析仪来分析网络中报文类型以及流量；没有专门的协议分析仪设备的话，可以在用户现场交换机通过计算机来抓包，使用协议分析软件去分析报文类型及进行流量统计；捕获数据流背景信息的周期根据用户应用情况设定，可以是一周、2周等，一般建议在1周以上，这样可以区分平时与周末、白天与晚上各种数据流变化的特征情况；

进行显示mac地址计数(show mac-address-table count)时需要通过命令行控制界面上(CLI)回显采集来的数据，可以利用终端仿真工具(如SecureCRT)软件通过远程登录方式(例如本地COM、TELNET、SSH、RLOGIN等)连接到网络设备命令行控制界面上(CLI)，并可以通过SecureCRT支持运行脚本的功能或者SecureCRT本身支持每隔多长时间间隔向控制台输入命令的功能，进行每隔多长时间间隔进行显示mac地址计数(show mac-address-table count)来捕获用户在线个数的信息，并把过程保存成文本文件。

例如：这里可以每隔1分钟进行显示mac地址计数(show mac-address-tablecount)一次，把一天之内生成的LOG保存起来，时间可以从0:00开始算起，一天共执行显示mac地址计数(show mac-address-table count)1440次，这里就很容易地整理出两列时间与mac地址表(mac-address-table)中动态mac总数的关系。

对于报文流的类型以及流量收集，建议通过专门的协议分析仪来分析，自动生成各种类型报文的时间与流量的对应关系；如果没有专门的协议分析仪，得通过在市场实际应用环境进行抓包，并通过协议分析软件(如：Sniffer Pro软件)进行手工分析；采集的报文类型可以分为送往网络设备CPU与网络设备不送CPU而进行转发与丢弃两大类。

3、整理捕获的应用环境数据流量背景信息；

将捕获回来的数据流背景信息整理成时间与用户数(mac的总数与用户总数可以理解为一一对应的)对应的关系、时间与报文类型、流量对应关系等，如：什么时间用户数多少个，什么时间什么报文流(包括送设备CPU处理与设备转发的流)量多大；

整理成时间与用户数的关系，如表1所示：

表1

time	Mac数
time	Mac数	0:00	100

0:01	111
0:01	111	0:02	136
0:03	138	0:02	136
0:03	138	……	……
23:58	97	……	……
23:58	97	23:59	99

时间与报文流的关系如表2所示：

表2

time	Arp(pps)	bpdu(pps)	rip(pps)	ospf(pps)	……	Tcp转发报文(pps)	UPD转发报文(pps)
time	Arp(pps)	bpdu(pps)	rip(pps)	ospf(pps)	……	Tcp转发报文(pps)	UPD转发报文(pps)	0:00	100	10	4	4	……	24422	43002
0:01	111	11	5	5	……	51111	40000	0:00	100	10	4	4	……	24422	43002
0:01	111	11	5	5	……	51111	40000	0:02	136	9	4	3	……	34422	38000
0:03	138	12	6	4	……	34422	39990	0:02	136	9	4	3	……	34422	38000
0:03	138	12	6	4	……	34422	39990	……	……	……	……	……	……	……	……
23:58	97	15	5	4	……	44422	40000	……	……	……	……	……	……	……	……
23:58	97	15	5	4	……	44422	40000	23:59	99	12	4	5	……	34422	12094

有些交换机设备可以通过显示mac地址计数(show mac-address-tablecount)命令来查看mac表的变化情况，此显示信息中包括统计动态mac总数信息，mac表中动态mac表信息可以认为是用户在线变化情况，最大误差时间间隔为动态mac地址表老化时间一致；不同厂商的网络设备查看mac表的命令有可能会不一样的。

SecureCRT软件是进行远程连接的终端仿真工具软件，包括本地COM、TELNET、RLOGIN等远程登录方式，这种软件特别适用于网络设备的连接.SecureCRT可以支持运行vbscript/javascript脚本，或者软件自身能够支持每隔多长时间向控制台输入命令等。协议分析软件(如：Sniffer Pro软件)是利用计算机的网络接口截获目的地为或往本地计算机或其他计算机的数据报文的一种工具。

4、根据整理的信息获得测试数据生成规律。

将整理的信息通过计算机进行信息处理，如果信息处理后的数据报文流量可以通过数学方式表达，则将数据报文流量信息转化成对应的数学表达式(转化成数学表达式可以利用一些数学建模的软件，如：matlab、mathmatic、excel、spss、maple等软件)；

以matlab软件为例，此软件具有很强数值计算和图形处理计算能力，能够很方便地把分析好的信息转化成相对应的数学函数表达式；例如：每一组信息(以数字为例)站在数学的角度上都有一定的规律，当遇到没有规律或一些规律不明显的一串信息，可以把此信息一分为二，拆成有规律的信息和没规律的信息；有规律的信息可以转化为数学表达式(如：数学建模)，没有规律的信息可以转化为简单的表达式(如，列举法)；通过matlab软件进行数学建模，并转化为数学函数表达式；得出一天内用户变化的数学函数表达式以及各种报文类型报文流量的数学函数表达式；通过matlab软件，可以运用软件的特性，可以把整理好的时间与用户数以及时间与各种报文类型流量转化为数学表达式；如果有一些数据报文流量没有规律，如某个时刻有突发流量，某个时刻没有任何流量，这可以通过列举法，把有流量的时间点记录下来，形成离散的测试数据规律信息。

在测试控制设备中，可以根据测试数据生成规律生成测试仪能够识别的控制指令，进一步控制测试仪，本实用新型实施例进一步改进的技术方案中，相当于将市场上实际应用的整个复杂的环境搬到实验室，利用最接近实际数据的测试数据测试交换机，从而提高了测试稳定性，可以提前更改市场应用需求中一些潜在的软件问题，消除交换机使用中的隐患。更进一步，还可以在稳定运行的基础上，再考虑一些突发情况测试，如：攻击设备、网络评估出来的数据报文流量的极大值与极小值运行情况等，从而测试了交换机在突发情况下的稳定性。

由于每台测试仪都会提供一个运行脚本或者一些常用的编程接口，以思博伦(sprirent)公司的smartbits为例，smartbits提供了丰富的应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)，可以利用脚本语言，如工具命令语言(Tool Command Language，TCL)，简单地编写一些脚本来控制smartbits做任何想做的操作；因此，本实用新型实施例利用了数学表达式与脚本的编写的结合，来实现市场环境应用的测试条件输入，模拟市场实际应用的报文流量对设备的冲击，从而有效地完整地模拟了整个市场的应用，贴近用户，保障测试准确度。根据测试数据生成规律生成测试仪的控制指令为本领域的常用技术，这里不再详细说明。

如图9所示，本实用新型实施例还提供一种测试控制设备，该测试控制设备具体包括：

信息接收单元901，用于接收测试数据生成规律信息，该测试数据生成规律信息根据被测交换机的应用环境确定；

测试控制单元902，用于根据测试数据生成规律信息下发不同虚拟局域网的测试数据控制指令；

结果接收单元903，用于接收被测交换机的稳定性测试结果；

性能确定单元904，用于根据稳定性测试结果确定被测交换机的稳定性。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1、一种交换机稳定性测试系统，其特征在于，包括：

2、如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个扩展交换机中，每一个扩展交换机的全部或部分输入端口以汇聚模式连接所述测试仪的一个输出端口，各输出端口分别连接被测交换机上配置为同一虚拟局域网的输入端口。

3、如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个扩展交换机包括两个或两个以上级联的扩展交换机，其中：第一级的每一个扩展交换机的全部或部分输入端口以汇聚模式连接所述测试仪的一个输出端口，最后一级的每一个扩展交换机的各输出端口分别连接被测交换机上配置为同一虚拟局域网的输入端口，中间级的每一个扩展交换机的全部或部分输入端口以汇聚模式连接前一级扩展交换机的一个输出端口，中间级的每一个扩展交换机的输出端口输出的虚拟局域网数据根据下一级扩展交换机的输出端口配置模式确定。

4、如权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述连接被测交换机的扩展交换机的输出端口中，连接同一台被测交换机的任意两个输出端口配置为不相同的虚拟局域网测试数据输出端口。

5、如权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述至少一个被测交换机中，每一个被测交换机的所有输入端口分别连接各扩展交换机中输出同一虚拟局域网测试数据的输出端口；或者，所述被测交换机的至少两个输入端口分别连接各扩展交换机中输出不同虚拟局域网测试数据的输出端口。

6、如权利要求1、2或3所述的系统，其特征在于，所述测试控制设备根据测试数据生成规律信息下发测试数据控制指令时，所述的测试数据生成规律信息根据所述被测交换机的应用环境确定。

7、如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述测试控制设备具体包括：

信息接收单元，用于接收所述测试数据生成规律信息；

结果接收单元，用于接收被测交换机的稳定性测试结果；

8、如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述测试控制单元下发的测试数据控制指令包括能够在所述测试仪上运行并且控制测试仪生成测试数据的脚本。

9、如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述脚本调用测试仪的应用程序编程接口，以控制测试仪生成所述测试数据。

10、如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述扩展交换机包括二层交换机。