現(xiàn)代通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)測(cè)量 教學(xué)課件 ppt 作者 裴昌幸 08

1、第8章 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的指標(biāo)及其測(cè)試,8.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介,網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，如路由器、交換機(jī)等是構(gòu)成Internet的核心，負(fù)責(zé)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的性能影響Internet的性能。IETF制定了網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的基準(zhǔn)測(cè)試方法RFC2544，對(duì)局域網(wǎng)交換設(shè)備定義了RFC2889。,在實(shí)際應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的性能測(cè)試主要參照RFC2544，該標(biāo)準(zhǔn)定義了6個(gè)性能參數(shù)：吞吐率（Throughput）、時(shí)延（Latency）、丟幀率（Fr

2、ame loss rate）、背靠背（Back-to-back）性能、系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間（System recovery）和復(fù)位（Reset）。,1．吞吐率,（1）定義 吞吐率是指被測(cè)試設(shè)備（DUT）在不丟棄測(cè)試幀的前提下所能支持的最大速率。,（2）測(cè)試方法 以指定速率給被測(cè)設(shè)備發(fā)送一定數(shù)量的幀，記錄被該設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的幀的數(shù)目。如果測(cè)試設(shè)備發(fā)送的幀數(shù)等于被測(cè)設(shè)備接收到的幀數(shù)，測(cè)試設(shè)備接收到的幀數(shù)小于發(fā)送的幀數(shù)，則降低發(fā)送速率，重新

3、測(cè)試。當(dāng)測(cè)試設(shè)備發(fā)送的和被測(cè)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的測(cè)試幀數(shù)相同時(shí)，最大的轉(zhuǎn)發(fā)速率即為吞吐率。,（3）結(jié)果顯示 在直角坐標(biāo)系用曲線(xiàn)表示，用橫坐標(biāo)表示幀大小，縱坐標(biāo)表示幀速率。,2．時(shí)延,（1）定義 對(duì)于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)（Store-and-forward）設(shè)備來(lái)說(shuō)，測(cè)量的延時(shí)是指從輸入幀的最后一個(gè)比特達(dá)到輸入端口的時(shí)刻到輸出幀的第一個(gè)比特出現(xiàn)在輸出端口上的時(shí)刻的時(shí)間間隔。對(duì)于直通（cut-throughout）設(shè)備來(lái)說(shuō)，延時(shí)是指從輸入幀的第一

4、比特達(dá)到輸入端口的時(shí)刻到輸出幀的第一比特出現(xiàn)在輸出端口的時(shí)刻的間隔。,（2）測(cè)試方法 預(yù)先確定待測(cè)設(shè)備在列表中不同幀大小下的吞吐率。在特定幀大小下測(cè)試設(shè)備以預(yù)先確定的吞吐率向指定的目的主機(jī)發(fā)送一組幀，這些幀均通過(guò)待測(cè)設(shè)備，該幀流至少持續(xù)120秒。在測(cè)試開(kāi)始60s后，對(duì)其中一個(gè)幀打上標(biāo)記，該幀被測(cè)試設(shè)備完全發(fā)送的時(shí)刻記為時(shí)間戳A，測(cè)試設(shè)備識(shí)別標(biāo)記信息，同時(shí)記錄標(biāo)記幀的接收時(shí)刻，記為時(shí)間戳B。則被測(cè)設(shè)備的時(shí)延為時(shí)間戳B減去時(shí)間戳A（

5、針對(duì)前述不同的定義可以進(jìn)行轉(zhuǎn)化）。該測(cè)試必須重復(fù)20次取平均。,（3）結(jié)果顯示 測(cè)試結(jié)果必須給出測(cè)試中所采用的時(shí)延定義。,3．丟幀率,（1）定義 丟幀率是指在恒定負(fù)載的情況下，應(yīng)該被待測(cè)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)，但由于缺少資源而沒(méi)有被轉(zhuǎn)發(fā)的幀的百分比。,（2）測(cè)試方法 測(cè)試設(shè)備以指定速率發(fā)送一定數(shù)量的幀通過(guò)待測(cè)設(shè)備，記錄待測(cè)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的幀數(shù)，則丟幀率可以這樣計(jì)算：（輸入幀數(shù) ? 輸出幀數(shù)）? 100/輸

6、入幀數(shù)。首次測(cè)試以100%最大速率發(fā)送，隨后以90%最大速率進(jìn)行測(cè)試，然后10%遞減，直到兩次連續(xù)測(cè)試中沒(méi)有幀丟棄。,（3）結(jié)果顯示 丟幀率采用圖來(lái)表示，橫坐標(biāo)為輸入幀的速率（用指定幀大小下的理論速率的百分比表示），縱坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)輸入速率下的丟幀率。同時(shí)指明幀大小、協(xié)議和數(shù)據(jù)流的類(lèi)型。,4．背靠背性能,（1）定義 背靠背性能是指從空閑狀態(tài)開(kāi)始，針對(duì)某種傳輸媒質(zhì)，以最大幀速率（以最小有效間隔）發(fā)送突發(fā)傳輸流，在無(wú)幀丟失時(shí)的

7、最大突發(fā)長(zhǎng)度（總幀數(shù)量）。,（2）測(cè)試方法 以最小間隔給待測(cè)設(shè)備發(fā)送一個(gè)幀突發(fā)，記錄待測(cè)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的突發(fā)的長(zhǎng)度（包含幀的數(shù)目）。如果發(fā)送的幀的數(shù)目等于轉(zhuǎn)發(fā)的幀的數(shù)目，增加突發(fā)長(zhǎng)度，重新測(cè)試。如果轉(zhuǎn)發(fā)的幀的數(shù)目小于發(fā)送的幀的數(shù)目，則減小突發(fā)長(zhǎng)度，重新測(cè)試。背靠背的值是被測(cè)設(shè)備不丟棄幀的前提下，最長(zhǎng)突發(fā)中的幀的數(shù)目。測(cè)試中突發(fā)長(zhǎng)度至少持續(xù)2s，重復(fù)測(cè)試至少50次，取平均。而且，測(cè)試設(shè)置中規(guī)定的每一種幀長(zhǎng)度都要進(jìn)行背靠背性能測(cè)試。,（3

8、）結(jié)果顯示 背靠背性能以表格形式表示，表格中的行表示每一種幀大小時(shí)的情形，表格的列中包含每一種數(shù)據(jù)流下的幀大小和測(cè)得的平均幀長(zhǎng)，以及結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差。,5．系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間,（1）定義 系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間是指過(guò)載條件下恢復(fù)的時(shí)間。,（2）測(cè)試方法 預(yù)先確定被測(cè)設(shè)備在所列清單中每一種幀長(zhǎng)度下的吞吐率。發(fā)送速率為所測(cè)得的媒體吞吐率的110%的幀流，至少持續(xù)60s。在時(shí)間戳A，降低幀速率為前面速率的50%，記錄丟棄最后一個(gè)幀的時(shí)刻為

9、時(shí)間戳B，則系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間為A減去B。測(cè)試過(guò)程應(yīng)重復(fù)多次取平均。,（3）結(jié)果表示 系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間以表格形式表示，每一行表示每一個(gè)幀大小測(cè)試的結(jié)果，表格的列中包含幀大小、幀吞吐率和測(cè)量得到的恢復(fù)時(shí)間。,6．復(fù)位,（1）定義 復(fù)位指被測(cè)設(shè)備從設(shè)備或軟件復(fù)位中恢復(fù)的速度。,（2）測(cè)試方法 預(yù)先確定被測(cè)設(shè)備在媒體上最小幀的吞吐率。以最小幀對(duì)應(yīng)的吞吐率發(fā)送連續(xù)幀流。使被測(cè)設(shè)備復(fù)位，監(jiān)視輸出，直到該設(shè)備開(kāi)始轉(zhuǎn)發(fā)幀，測(cè)試設(shè)備記錄收

10、到的初始流的最后一幀（時(shí)間戳A）和新流的第一幀（時(shí)間戳B），B減去A即為復(fù)位時(shí)間。這里的復(fù)位包括硬件復(fù)位和軟件復(fù)位。,（3）結(jié)果表示 復(fù)位值應(yīng)以簡(jiǎn)單集合來(lái)表示，每一種復(fù)位類(lèi)型用集合中的一個(gè)元素表示。在以上各種測(cè)試中，典型的配置如圖8-1所示。,圖8-1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備測(cè)試連接示意圖,,,8.2 路由器的主要指標(biāo)及測(cè)試,路由器是一種連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它能將不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行“轉(zhuǎn)發(fā)”，從而構(gòu)成一個(gè)更大的網(wǎng)絡(luò)

11、。,8.2.1 路由器的主要指標(biāo),衡量路由器數(shù)據(jù)傳輸能力的主要指標(biāo)有：吞吐率、背板帶寬、丟包率、時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)、路由表容量、QoS能力、突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸性能等。,1．吞吐率,吞吐率是指路由器的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力，它與路由器的端口數(shù)量、端口速率、數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度、協(xié)議類(lèi)型、路由算法（分布或集中）以及測(cè)試方法有關(guān)，一般泛指處理器處理數(shù)據(jù)包的能力。,（1）端口吞吐率 端口吞吐率是路由器在某端口上的包轉(zhuǎn)發(fā)能力，指該端口在不丟棄包的前提下最大包接收速

12、率。測(cè)試時(shí)可采用兩個(gè)相同速率測(cè)試接口作為輸入輸出接口。,（2）整機(jī)吞吐率 整機(jī)吞吐率是指路由器整機(jī)的包轉(zhuǎn)發(fā)能力，是設(shè)備性能的重要指標(biāo)。整機(jī)吞吐率通常小于路由器所有端口吞吐率之和。,2．背板帶寬,背板指輸入與輸出端口間的物理通路。背板帶寬是指路由器的接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線(xiàn)間所能達(dá)到的最大吞吐率。背板帶寬是由路由器的硬件實(shí)現(xiàn)決定，傳統(tǒng)路由器采用共享背板，應(yīng)用于高性能路由器時(shí)會(huì)遇到擁塞問(wèn)題，同時(shí)采用共享總線(xiàn)很難實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，

13、所以現(xiàn)有的高速路由器一般采用交換式背板。背板帶寬通常大于依據(jù)吞吐率和測(cè)試包長(zhǎng)所計(jì)算的值。,3．丟包率,丟包率是指路由器在穩(wěn)定的持續(xù)負(fù)荷下，由于資源缺少而不能轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包在需要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包中所占的比例。,4．時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng),時(shí)延是指數(shù)據(jù)包第一個(gè)比特進(jìn)入路由器到最后一個(gè)比特從路由器輸出的時(shí)間間隔。,5．路由表容量,路由表容量是指路由表內(nèi)所容納的最大路由表項(xiàng)數(shù)。,6．QoS（服務(wù)質(zhì)量）保障能力,QoS保障能力主要用于度量與保障某種業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量

14、相關(guān)的性能。 隊(duì)列管理機(jī)制的保障主要通過(guò)隊(duì)列管理機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)，指路由器擁塞管理機(jī)制及其隊(duì)列調(diào)度算法。常見(jiàn)的方法有隨機(jī)早期丟棄（RED）、加權(quán)隨機(jī)早期丟棄（WRED）、加權(quán)輪詢(xún)（WRR）、加權(quán)公平排隊(duì)（WFQ）以及改進(jìn)后的加權(quán)公平流排隊(duì)算法（WF2Q）等。,7．網(wǎng)管能力,網(wǎng)管是指網(wǎng)絡(luò)管理員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理程序?qū)W(wǎng)絡(luò)上資源進(jìn)行管理的操作，包括配置管理、計(jì)費(fèi)管理、性能管理、故障管理和安全管理。,8．突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸能力,突發(fā)數(shù)據(jù)量是指以最小幀間

15、隔發(fā)送最多數(shù)據(jù)包而不引起丟包時(shí)的數(shù)據(jù)包數(shù)量，該指標(biāo)用于測(cè)試路由器的緩存能力。,9．可靠性與可用性,可靠性與可用性主要包括以下指標(biāo)。 （1）設(shè)備的冗余：冗余可以包括接口冗余、插卡冗余、電源冗余、系統(tǒng)板冗余、時(shí)鐘板冗余、設(shè)備冗余等。,（2）熱插拔組件：由于路由器通常要求24小時(shí)工作，所以更換部件不應(yīng)影響路由器工作。 （3） 無(wú)故障工作時(shí)間：該指標(biāo)按照統(tǒng)計(jì)方式指出設(shè)備無(wú)故障工作的時(shí)間。 （4） 內(nèi)部時(shí)

16、鐘精度：擁有ATM端口做電路仿真或者POS口的路由器互連通常需要同步。,高速路由器的可靠性與可用性規(guī)定應(yīng)達(dá)到以下要求。 ① 系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到或超過(guò)99.999%的可用性。 ② 無(wú)故障連續(xù)工作時(shí)間：MTBF大于10萬(wàn)小時(shí)。 ③ 系統(tǒng)故障恢復(fù)時(shí)間小于30mins。 ④ 主備用切換時(shí)間應(yīng)小于50ms。 ⑤ SDH和ATM接口自動(dòng)保護(hù)切換時(shí)間應(yīng)小于50ms。,⑥ 主處理器、主存儲(chǔ)器、交換矩陣、電源、總線(xiàn)仲裁器和管理接口等系統(tǒng)主要部

17、件應(yīng)具有熱備份冗余。線(xiàn)卡要求m + n備份并提供遠(yuǎn)程測(cè)試診斷功能。電源故障能保持連接的有效性。 ⑦ 系統(tǒng)必須不存在單故障點(diǎn)。,8.2.2 路由器測(cè)試,路由器測(cè)試一般可以分成以下幾類(lèi)：功能測(cè)試、性能測(cè)試、穩(wěn)定性可靠性測(cè)試、一致性測(cè)試、互操作性測(cè)試以及網(wǎng)管測(cè)試等。路由器測(cè)試方法通常分為本地測(cè)試法、分布測(cè)試法、遠(yuǎn)端測(cè)試法和協(xié)同測(cè)試法。,1．功能測(cè)試,（1）接口功能 路由器接口可以分為局域網(wǎng)接口及廣域網(wǎng)接口兩種。局域網(wǎng)接口主要包括

18、以太網(wǎng)、令牌環(huán)、令牌總線(xiàn)、FDDI等網(wǎng)絡(luò)接口。廣域網(wǎng)接口主要包括E1/T1、E3/T3、DS3、通用串行口、ATM、OC3/OC12/OC48/OC192、POS等網(wǎng)絡(luò)接口。,（2）通信協(xié)議功能 該功能負(fù)責(zé)處理通信協(xié)議，可以包括TCP/IP，PPP，X.25及幀中繼等協(xié)議。（3）數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)功能 該功能主要負(fù)責(zé)按照路由表在各端口（包括邏輯端口）間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包并且重新組裝鏈路層數(shù)據(jù)包。,（4）路由信息維護(hù)功能 該功能

19、負(fù)責(zé)運(yùn)行路由協(xié)議，維護(hù)路由表。路由協(xié)議可包括RIP，OSPF及BGP等。（5）管理控制功能 路由器管理控制功能包括5個(gè)功能：SNMP代理功能、Telnet服務(wù)器功能、本地管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控和RMON功能。通過(guò)多種不同的途徑對(duì)路由器進(jìn)行控制管理，并且允許記錄日志。,（6）安全功能 用于完成數(shù)據(jù)包過(guò)濾，地址轉(zhuǎn)換，訪問(wèn)控制，數(shù)據(jù)加密，防火墻等功能。,路由器的測(cè)試連接如圖8-2所示。,圖7-2 雙向時(shí)間同步法原理示意圖,,2．性

20、能測(cè)試,（1）吞吐率的測(cè)試 路由器吞吐率是指路由器在不丟失報(bào)文情況下最高收發(fā)速率。它包含了兩層含義，首先要保證待轉(zhuǎn)發(fā)的任何一幀都能夠正確地轉(zhuǎn)發(fā)到適當(dāng)?shù)牡刂?，其次要充分發(fā)揮設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)能力。 假設(shè)測(cè)試粒度為dv，如果在某個(gè)速率v下DUT（待測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）能夠正確轉(zhuǎn)發(fā)，但在v + dv速率下開(kāi)始有出錯(cuò)的情況，則v即為吞吐率。,吞吐率的測(cè)試主要關(guān)心兩個(gè)方面的性能，一是待測(cè)設(shè)備的整體轉(zhuǎn)發(fā)能力，另一個(gè)就是它對(duì)某種單一應(yīng)用的支持程度。因

21、此在測(cè)試中，應(yīng)包括一對(duì)端口的發(fā)送接收和全部端口同時(shí)發(fā)送接收兩種極端情況下的吞吐率測(cè)試。,（2）延遲測(cè)試 對(duì)延遲測(cè)試的目的就是要反映DUT執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)操作的速度以及轉(zhuǎn)發(fā)隊(duì)列的處理情況。,路由器的延遲的計(jì)算方法為： 延遲 = 輸出包的第一位出現(xiàn)在輸出端口的時(shí)刻 ? 輸入包的最后一位到達(dá)輸入端口的時(shí)刻 根據(jù)延遲的定義，延遲是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)一個(gè)報(bào)文的延遲，延遲的測(cè)試是以報(bào)文為單位進(jìn)行測(cè)試的

22、。理論上延遲測(cè)試要求測(cè)得兩個(gè)參數(shù)（輸入包的第一位到達(dá)輸入端口的時(shí)刻，輸出包的第一位出現(xiàn)在輸出端口的時(shí)刻），但在工程中得到這兩個(gè)參數(shù)是非常困難的。,在測(cè)試時(shí)，測(cè)試要持續(xù)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以已確定的吞吐率通過(guò)DUT連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)包到指定目的地的過(guò)程應(yīng)在120s以上；測(cè)試必須進(jìn)行多次（50次以上），取其平均值，反映DUT的統(tǒng)計(jì)性能，并且應(yīng)在不改變?cè)O(shè)備配置情況下，覆蓋不同的包大?。粶y(cè)試的發(fā)送方與接受方必須有精確的時(shí)間同步。,（3）丟失率 丟失

23、率指在穩(wěn)定負(fù)載下應(yīng)被網(wǎng)絡(luò)設(shè)備正確轉(zhuǎn)發(fā)，但由于資源缺乏沒(méi)有被轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包的百分比。實(shí)際的測(cè)試方法可以是以一定速率向DUT發(fā)送一定數(shù)目的包，并對(duì)DUT接收的包進(jìn)行計(jì)數(shù)。在某一點(diǎn)的包丟失率為： 丟失率 = ((發(fā)送包 ? 接收包)? 100%)/發(fā)送包 測(cè)試丟失率以前首先要獲取特定數(shù)據(jù)包格式、大小和在介質(zhì)下的理論速率，然后估計(jì)該設(shè)備或端口的吞吐率。,（4）突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試 突發(fā)數(shù)

24、據(jù)傳輸能力的測(cè)試是使用物理介質(zhì)的極限速率發(fā)送用戶(hù)數(shù)據(jù)，用來(lái)查看路由器忍耐力和對(duì)突發(fā)數(shù)據(jù)的響應(yīng)策略，用突發(fā)量來(lái)表示。該參數(shù)描述了路由器在最高負(fù)荷下的功能特性。包突發(fā)量是對(duì)DUT的一個(gè)輸入端口而言的，即在時(shí)間T內(nèi)向DUT的端口I輸入y個(gè)幀間隙為t的連續(xù)幀，如果前x個(gè)幀被成功轉(zhuǎn)發(fā)，那么幀突發(fā)量為x。幀突發(fā)量反映DUT的緩沖能力，緩沖區(qū)及分配策略，同時(shí)在一定程度上反映DUT的交換結(jié)構(gòu)及調(diào)度算法。,（5）系統(tǒng)恢復(fù)能力測(cè)試 網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)非常復(fù)

25、雜的系統(tǒng)，路由器有可能因?yàn)槟撤N原因而出現(xiàn)軟件的暫時(shí)故障，因此在出現(xiàn)軟件崩潰或協(xié)議混亂的情況下，系統(tǒng)應(yīng)該能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)恢復(fù)，為保證網(wǎng)絡(luò)暢通，系統(tǒng)恢復(fù)的時(shí)間應(yīng)該盡量小。同時(shí)在系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)，對(duì)外部的所有響應(yīng)一般也不能全部終止。,在測(cè)試時(shí)應(yīng)根據(jù)路由器吞吐率測(cè)試結(jié)果或根據(jù)介質(zhì)允許的理論速率來(lái)確定采用的幀發(fā)送速率，確保設(shè)備迅速過(guò)載，發(fā)送時(shí)間持續(xù)至少60s，隨后將發(fā)送速率降低50%，并記錄當(dāng)前發(fā)送的時(shí)間T1，同樣持續(xù)60s，然后在接收端比較發(fā)送幀序號(hào)

26、與接收幀序號(hào)，找到丟失的最后一幀，記它的發(fā)送時(shí)間為T(mén)2，求出系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間T = T1 ? T2，測(cè)試多次后，求出其平均值。,（6）系統(tǒng)重啟能力測(cè)試 測(cè)試時(shí)以特定大小和特定速率發(fā)送一串連續(xù)的幀，當(dāng)觸發(fā)一個(gè)重啟時(shí)，記下原始數(shù)據(jù)流中收到的最后一幀出現(xiàn)的時(shí)間T1，同時(shí)記錄重啟后收到新的數(shù)據(jù)流的第一幀時(shí)間T2，得到重啟時(shí)間T = T2 ? T1。,3．穩(wěn)定性和可靠性測(cè)試,路由器的穩(wěn)定性和可靠性一般可以通過(guò)兩種途徑得到：

27、廠家通過(guò)關(guān)鍵部件的可靠性以及備份程度計(jì)算出的系統(tǒng)可靠性；用戶(hù)或廠家通過(guò)大量相同產(chǎn)品使用中的故障率統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性。,4．協(xié)議一致性測(cè)試,協(xié)議一致性測(cè)試用來(lái)驗(yàn)證路由器所實(shí)現(xiàn)的協(xié)議是否完全和協(xié)議規(guī)范所描述的內(nèi)容一致。 協(xié)議一致性測(cè)試工作流程如圖所示。,圖8-3 協(xié)議測(cè)試工作流程,,,協(xié)議一致性測(cè)試的工作步驟為： （1）根據(jù)協(xié)議規(guī)范和服務(wù)規(guī)范確定測(cè)試目的； （2）生成并描述測(cè)試集； （3）按測(cè)試集對(duì)IUT（被測(cè)試的

28、協(xié)議實(shí)現(xiàn)實(shí)體或系統(tǒng)）進(jìn)行測(cè)試； （4）根據(jù)測(cè)試記錄參照PICS和PIXIT進(jìn)行評(píng)估，并給出測(cè)試報(bào)告。,BGP-4一致性測(cè)試包含了檢測(cè)BGP-4設(shè)備是否正確運(yùn)行所必需的多個(gè)測(cè)試項(xiàng)，每個(gè)測(cè)試項(xiàng)校驗(yàn)了BGP-4運(yùn)行的一方面，綜合起來(lái)校驗(yàn)了待測(cè)設(shè)備BGP-4協(xié)議實(shí)現(xiàn)的情況。,圖8-4 BGP-4一致性測(cè)試配置,,,5．互操作性測(cè)試,互操作測(cè)試實(shí)際上是將一致性測(cè)試中所用的儀表替換成需要與之互通互操作的設(shè)備，選擇一些重要且典型的互連方式配置，

29、觀察兩設(shè)備是否能按照預(yù)期正常工作。,6．路由器網(wǎng)絡(luò)管理測(cè)試,網(wǎng)管能力測(cè)用來(lái)測(cè)試網(wǎng)管軟件對(duì)網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備的管理能力。路由器的網(wǎng)絡(luò)管理是客戶(hù)使用路由器的接口，因此作為客戶(hù)對(duì)路由器的管理要求應(yīng)該成為路由器提供管理功能的一個(gè)重要依據(jù)。,7．穩(wěn)健性測(cè)試,穩(wěn)健性是指設(shè)備在惡劣條件下所能正常工作的能力，包括自適應(yīng)不同質(zhì)量等級(jí)的通信鏈路的能力，抗人為錯(cuò)誤操作或攻擊的能力，處理網(wǎng)絡(luò)異常（如錯(cuò)誤報(bào)文，網(wǎng)絡(luò)擁塞）的能力，抗惡劣工作環(huán)境（如高溫、低溫）的能

30、力等。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的穩(wěn)健性有多個(gè)層次，可以分為組件級(jí)、板級(jí)、子系統(tǒng)級(jí)、系統(tǒng)級(jí)。評(píng)測(cè)級(jí)別可分為四級(jí)：A，B，C，D。A為最高級(jí)別。,8.3 交換機(jī)的主要指標(biāo)及測(cè)試,交換機(jī)的主要指標(biāo)有背板帶寬、幀轉(zhuǎn)發(fā)率、端口數(shù)、接收技術(shù)、處理時(shí)延、MAC地址表、管理功能、地址學(xué)習(xí)能力。,8.3.1 交換機(jī)的主要指標(biāo),1．背板帶寬,背板帶寬是交換機(jī)接口處理器或接口卡和數(shù)據(jù)總線(xiàn)間所能吞吐的最大數(shù)據(jù)速率。背板帶寬標(biāo)志了交換機(jī)總的數(shù)據(jù)交換能力，單位為Gb

31、it/s，也叫交換帶寬，一般的交換機(jī)的背板帶寬從幾Gbit/s到上百Gbit/s不等。,2．幀轉(zhuǎn)發(fā)率,幀轉(zhuǎn)發(fā)率標(biāo)志了交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀能力的大小。幀轉(zhuǎn)發(fā)率以數(shù)據(jù)幀為單位體現(xiàn)了交換機(jī)的交換能力。,3．端口數(shù),交換機(jī)設(shè)備的端口數(shù)量是交換機(jī)最直觀的衡量因素。常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)的固定端口交換機(jī)端口數(shù)有8，12，16，24及48等幾種，而非標(biāo)準(zhǔn)的端口數(shù)主要有：4端口，5端口、10端口、12端口、20端口、22端口和32端口等。,4．轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù),目前交換機(jī)在傳

32、送源和目的端口的數(shù)據(jù)幀時(shí)通常采用直通式交換、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式和碎片隔離方式3種數(shù)據(jù)幀交換方式。其中存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式是交換機(jī)的主流交換方式。,（1）直通轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)（Cut-through） 交換機(jī)一旦解讀到數(shù)據(jù)幀目的地址，就開(kāi)始向目的端口發(fā)送數(shù)據(jù)包。通常，交換機(jī)在接收到數(shù)據(jù)幀的前6Byte時(shí)，就已經(jīng)知道目的地址，從而可以決定向哪個(gè)端口轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)數(shù)據(jù)幀。,（2）存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)（Store-and-Forward） 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)是交換機(jī)在接收到全部

33、數(shù)據(jù)幀后再?zèng)Q定如何轉(zhuǎn)發(fā)。（3）碎片隔離式（Fragment Free） 這是介于直通式和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式之間的一種解決方案。,5．處理時(shí)延（Latency）,處理時(shí)延是指從交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)幀到開(kāi)始向目的端口發(fā)送數(shù)據(jù)幀之間的時(shí)間間隔。,6．MAC地址表,交換機(jī)之所以能夠直接對(duì)目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包，而不是像集線(xiàn)器那樣以廣播方式對(duì)所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包，最關(guān)鍵的技術(shù)就是交換機(jī)可以識(shí)別連在網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)卡MAC地址，并把它們存儲(chǔ)在MAC地址表

34、中。,7．管理功能,交換機(jī)的管理功能是指交換機(jī)如何控制客戶(hù)訪問(wèn)交換機(jī)，以及客戶(hù)對(duì)交換機(jī)的可視程度如何。,8．地址學(xué)習(xí)能力,地址學(xué)習(xí)能力指交換機(jī)學(xué)習(xí)新的MAC地址的速度，該指標(biāo)用于網(wǎng)絡(luò)重啟后地址表的建立速度。,1．功能測(cè)試,8.3.2 交換機(jī)測(cè)試,（1）流量控制測(cè)試 流量控制測(cè)試配置如圖所示。,圖8-5 流量控制測(cè)試配置圖,,,（2）隊(duì)頭擁塞處理測(cè)試 隊(duì)頭擁塞指由于輸入端口試圖向某一擁塞端口發(fā)送數(shù)據(jù)幀，導(dǎo)致該輸入端口上

35、目的地為不擁塞端口幀的丟失或附加時(shí)延。測(cè)試配置如圖所示。,圖8-6 隊(duì)頭擁塞處理測(cè)試圖,,（3）網(wǎng)絡(luò)管理功能測(cè)試 網(wǎng)絡(luò)管理功能測(cè)試如圖所示。,圖8-7 網(wǎng)絡(luò)管理功能測(cè)試圖,（4）業(yè)務(wù)功能測(cè)試 業(yè)務(wù)功能測(cè)試配置如圖8-8所示。,圖8-8 業(yè)務(wù)功能測(cè)試圖,,（5）系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間和設(shè)備的故障恢復(fù)時(shí)間測(cè)試圖8-9 系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間和設(shè)備故障恢復(fù)時(shí)間測(cè)試 配置如圖8-9所示。,圖8-9 系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間和設(shè)備故障恢復(fù)時(shí)間測(cè)

36、試,,,2．性能測(cè)試,（1）吞吐率測(cè)試 測(cè)試配置如圖所示。,,圖8-10 交換機(jī)吞吐率測(cè)試,（2）突發(fā)長(zhǎng)度和突發(fā)間隔測(cè)試 配置流量發(fā)生器，選擇測(cè)試突發(fā)長(zhǎng)度與突發(fā)間隔，驗(yàn)證是否丟包以及突發(fā)間隔是否等于最小幀間隔。（3）轉(zhuǎn)發(fā)速率測(cè)試 測(cè)試配置如圖所示。,圖8-11 交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)速率測(cè)試,（4）過(guò)負(fù)荷測(cè)試測(cè)試配置如圖所示。,圖8-11 交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)速率測(cè)試,,（5）地址緩存能力測(cè)試 將交換機(jī)所有端口與流量

37、發(fā)生器相連，配置流量發(fā)生器使1端口的n個(gè)MAC地址流向另一端口發(fā)送，暫停發(fā)送一段時(shí)間，從端口1向端口2以新的MAC地址發(fā)送，停止發(fā)送新地址，向端口1重新用n個(gè)MAC發(fā)送。最后觀察協(xié)議分析儀，如果出現(xiàn)x個(gè)廣播，則端口地址緩存能力為 n ? x。,（6）交換機(jī)時(shí)延與時(shí)延抖動(dòng)測(cè)試 測(cè)試配置如圖所示。,,圖8-13 時(shí)延與時(shí)延抖動(dòng)測(cè)試,8.4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備測(cè)試的相關(guān)儀表,圖8-14 SmartBits 6