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文檔簡介
1、路由器測試技術(shù)方法大全路由器需要連接兩個(gè)或多個(gè)邏輯端口,至少擁有一個(gè)物理端口。路由器根據(jù)收到的數(shù)據(jù)包中網(wǎng)絡(luò)層地址以及路由器內(nèi)部維護(hù)的路由 表決定輸出端口以及下一條路由器地址或主機(jī)地址,并且重寫鏈路層數(shù)據(jù)包頭。路由表必須動(dòng)態(tài)維護(hù)來反映當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?路由器通常 通過與其他路由器交換路由信息來完成動(dòng)態(tài)維護(hù)路由表。一、測試的目的和內(nèi)容路由器是通過轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備, 可以支持多種 協(xié)議(例如TCP/IP,SPX/IPX,AppleTalk),可以在多個(gè)層次上轉(zhuǎn)發(fā) 數(shù)據(jù)包(例如數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層)。路由器需要連接兩個(gè)或多個(gè)邏輯端口,至少擁有一個(gè)物理端口。路由器根據(jù)收到的數(shù)據(jù)包中網(wǎng)
2、絡(luò)層地址以及路由器內(nèi)部維護(hù)的路由 表決定輸出端口以及下一條路由器地址或主機(jī)地址,并且重寫鏈路層數(shù)據(jù)包頭。路由表必須動(dòng)態(tài)維護(hù)來反映當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?路由器通常 通過與其他路由器交換路由信息來完成動(dòng)態(tài)維護(hù)路由表。(一)路由器分類當(dāng)前路由器分類方法各異。各種分類方法有一定的關(guān)聯(lián),但是并 不完全一致。通??梢园凑章酚善髂芰Ψ诸悺⒔Y(jié)構(gòu)分類、網(wǎng)絡(luò)中位置 分類、功能分類和性能分類等方法。在路由器標(biāo)準(zhǔn)制定中主要按照能 力分類,按能力分為高端路由器和低端路由器。背板交換能力大于i20Gbit/s,吞吐量大于20Mbit/s的路由器稱為高端路由器。交換能 力在上述數(shù)據(jù)以下的路由器成為低端路由器。 與此對應(yīng),路由器
3、測試 規(guī)范分為高端路由器測試規(guī)范和低端路由器測試規(guī)范。(二)測試目的及內(nèi)容通過測試路由器,可以了解到哪些路由器能提供最好的性能、 路 由器在不同負(fù)載下的行為、模型化網(wǎng)絡(luò)使用路由器的設(shè)計(jì)參數(shù)、路由 器能否處理突發(fā)流量、路由器的性能限制、路由器能否提供不同服務(wù) 質(zhì)量、路由器不同體系結(jié)構(gòu)對功能和性能的影響、路由器的功能特性 和性能指標(biāo)、路由器的使用是否影響網(wǎng)絡(luò)安全、路由器協(xié)議實(shí)現(xiàn)的一 致性以及路由器可靠性和路由器產(chǎn)品的優(yōu)勢和劣勢等內(nèi)容。低端路由器設(shè)備測試主要包括:常規(guī)測試,即電氣安全性測試;環(huán)境測試,包括高低溫、濕度測試和高低溫存儲(chǔ)測試 ;物理接口測試, 測試低端路由器可能擁有接口的電氣和物理測性;
4、協(xié)議一致性測試,測試協(xié)議實(shí)現(xiàn)的一致性;性能測試,測試路由器的主要性能;管理測試, 主要測試路由器對無大項(xiàng)網(wǎng)管功能的支持。高端路由器測試主要包括:接口測試,高端路由器可能擁有的接 口測試;ATM協(xié)議測試,測試ATM協(xié)議要求;PPP協(xié)議測試,測試PPP 協(xié)議的一致性;IP協(xié)議測試,測試IP協(xié)議一致性;路由協(xié)議測試,測試 路由協(xié)議一致性;網(wǎng)管功能測試,驗(yàn)證測試網(wǎng)關(guān)功能;性能和QoS測 試,測試路由器性能和QoS能力驗(yàn)證;網(wǎng)絡(luò)同步測試,測試設(shè)備同步 定時(shí)能力;可靠性測試,驗(yàn)證設(shè)備可靠性;供電測試,測試整機(jī)功耗等 內(nèi)容;環(huán)境測試,包括高低溫、濕度測試和高低溫存儲(chǔ)測試。上述兩個(gè)測試規(guī)范由于起草單位以及起草
5、時(shí)間不同, 組織安排有所不同。除上述測試外,建議在測試中考慮下面所列測試項(xiàng)目。(1)功能測試:主要來驗(yàn)證產(chǎn)品是否具備了設(shè)計(jì)的每一項(xiàng)功能。(2)穩(wěn)定性和可靠性測試:一般采取加重負(fù)載的辦法來評估和分析設(shè)備在長時(shí) 間、高負(fù)載的情況下的運(yùn)行能力。(3)互操作性測試:不同的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn) 品之間必須能夠互操作?;ゲ僮餍詼y試考察一個(gè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是否能在一 個(gè)由不同廠家的多種網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品互連的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中很好地工作,如驗(yàn)證路由器與Cisco產(chǎn)品的互操作,交換機(jī)與 Cisco、3Com、Luce nt、 In tel等的互操作等。二、測試方法路由器測試方法通常分為本地測試法、分布測試法、遠(yuǎn)端測試法 和協(xié)同測試法。由于篇幅限制,
6、本文不介紹其他測試法的特點(diǎn)以及適 用范圍,只列出路由器測試中最常用到的遠(yuǎn)端測試法。其中,控制觀察點(diǎn)(PCO):通常由兩個(gè)先入先出(FIFO)隊(duì)列組成, 其功能類似于一對輸入輸出端口,向隊(duì)列一端發(fā)送命令,從同一隊(duì)列 的另一端接收應(yīng)答信號;被測實(shí)體(IUT): Item Under Test;下測試器 (LT):通過位于被測試實(shí)體下層的 PCO與被測試層交互的測試系統(tǒng) 稱為下層測試系統(tǒng)。三、測試分類綜合上文中的測試內(nèi)容,路由器測試一般可以分成以下幾類:功 能測試、性能測試、穩(wěn)定性可靠性測試、一致性測試、互操作性測試 以及網(wǎng)管測試(一)功能測試路由器功能通??梢詣澐譃槿缦路矫?。(1)接口功能:該功能
7、用作將路由器連接到網(wǎng)絡(luò)。可以分為局域 網(wǎng)接口及廣域網(wǎng)接口兩種。局域網(wǎng)接口主要包括以太網(wǎng)、令牌環(huán)、令 牌總線、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(可 轉(zhuǎn)換成 X.21DTE/DCE、V.35DTE/DCE、 RS232DTE/DCE、RS449DTE/DCE、EIA530DTE)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、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 由表內(nèi)容在各端口(包括邏輯端口)間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包并且改寫鏈路層數(shù) 據(jù)包頭信息。路由信息維護(hù)功能:該功能負(fù)責(zé)運(yùn)行路由協(xié)
8、議,維 護(hù)路由表。路由協(xié)議可包括 RIP、OSPF、BGP等協(xié)議。(5)管理控制 功能:路由器管理控制功能包括五個(gè)功能,SNMP代理功能,Telnet 服務(wù)器功能,本地管理、遠(yuǎn)端監(jiān)控和 RMON功能。通過多種不同的 途徑對路由器進(jìn)行控制管理,并且允許紀(jì)錄日志。(6)安全功能:用于完成數(shù)據(jù)包過濾,地址轉(zhuǎn)換,訪問控制,數(shù)據(jù)加密,防火墻,地址 分配等功能。路由器對上述功能并非必要完全實(shí)現(xiàn)。 但是由于路由器作為網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備,存在最小功能集,對最小功能集所規(guī)定的功能,路由器必須支 持。因?yàn)榻^大多數(shù)功能測試可以由接口測試、性能測試、協(xié)議一致性 測試和網(wǎng)管測試所函蓋,所以路由器功能測試一般可以只對其他測試 無
9、法涵蓋的功能作驗(yàn)證性測試。路由器功能測試一般采用遠(yuǎn)端測試(二)性能測試路由器是IP網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備,其性能的好壞直接影響IP網(wǎng)網(wǎng)絡(luò) 規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性以及網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性。由于IETF沒有對路由器性能測試作專門規(guī)定,一般來說只能按照RFC2544( BenchmarkingMethodology for Network InterconnectDevices)作測試。但路由器區(qū)別于一般簡單的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備,在性能測試時(shí)還應(yīng)該加上路由 器特有的性能測試。例如路由表容量、路由協(xié)議收斂時(shí)間等指標(biāo)。路由器性能測試應(yīng)當(dāng)包括下列指標(biāo)。(1)吞吐量:測試路由器包轉(zhuǎn)發(fā)的能力。通常指路由器在不丟包條件下每秒轉(zhuǎn)發(fā)包的極限,
10、一般可以采用二分法查找該極限點(diǎn)。(2)時(shí)延:測試路由器在吞吐量范圍內(nèi)從收到包到轉(zhuǎn)發(fā)出該包的時(shí)間間 隔。時(shí)延測試應(yīng)當(dāng)重復(fù)20次然后取其平均值。(3)丟包率:測試路由 器在不同負(fù)荷下丟棄包占收到包的比例。 不同負(fù)荷通常指從吞吐量測 試到線速(線路上傳輸包的最高速率),步長一般使用線速的10%。(4) 背靠背幀數(shù):測試路由器在接收到以最小包間隔傳輸時(shí)不丟包條件下 所能處理的最大包數(shù)。該測試實(shí)際考驗(yàn)路由器緩存能力,如果路由器 具備線速能力(吞吐量二接口媒體線速),則該測試沒有意義。(5)系統(tǒng) 恢復(fù)時(shí)間:測試路由器在過載后恢復(fù)正常工作的時(shí)間。測試方法可以采用向路由器端口發(fā)送吞吐量110%和線速間的較小值
11、,持續(xù)60秒 后將速率下降到50%的時(shí)刻到最后一個(gè)丟包的時(shí)間間隔。如果路由 器具備線速能力,則該測試沒有意義。(6)系統(tǒng)復(fù)位:測試路由器從軟件復(fù)位或關(guān)電重啟到正常工作的時(shí)間間隔。正常工作指能以吞吐量轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。在測試上述RFC2544中規(guī)定的指標(biāo)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮下列因素。幀格式:建議按照RFC2544所規(guī)定的幀格式測試;幀長:從最小 幀長到MTU順序遞增,例如在以太網(wǎng)上采用 64, 128, 256, 512, 1024, 1280, 1518 字節(jié);認(rèn)證接收幀:排除收到的非測試幀,例如控 制幀、路由更新幀等;廣播幀:驗(yàn)證廣播幀對路由器性能的影響,上 述測試后在測試幀中夾雜1%廣播幀再測試;管理幀:驗(yàn)
12、證管理幀對路 由器性能的影響,上述測試后在測試幀中夾雜每秒一個(gè)管理幀再測試 路由更新:路由更新即下一跳端口改變對性能的影響;過濾器:在設(shè)置過濾器條件下對路由器性能的影響, 建議設(shè)置25個(gè)過濾條件測試; 協(xié)議地址:測試路由器收到隨機(jī)處于256個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的地址時(shí)對性能的影響;雙向流量:測試路由器端口雙向收發(fā)數(shù)據(jù)對性能的影響;多端口測試:考慮流量全連接分布或非全連接分布對性能的影響;多協(xié)議測試:考慮路由器同時(shí)處理多種協(xié)議對性能的影響;混合包長:除測試所建議的遞增包長外,檢查混合包長對路由器性能的影響, RFC2544除要求包含所有測試包長外沒有對混合包長中各包長所占 比例作規(guī)定。筆者建議按照實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中
13、各包長的分布測試,例如在沒有特殊應(yīng)用要求時(shí)以太網(wǎng)接口上可采用60字節(jié)包50% ,128字節(jié)包10%,256字節(jié)包15%,512字節(jié)包10%,1500字節(jié)包15%。除 上述RFC2544建議的測試項(xiàng)外還建議測試如下內(nèi)容。路由震蕩:路由震蕩對路由器轉(zhuǎn)發(fā)能力的影響。 路由震蕩程度即每秒更新路由的數(shù)量可以依據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件而定。 路由更新協(xié)議可采用 BGP。路由表容量:測試路由表大小。骨干網(wǎng)路由器通常運(yùn)行BGP, 路由表包含全球路由。一般來說要求超過 10萬條路由,建議通過采 用BGP輸入導(dǎo)出路由計(jì)數(shù)來測試。時(shí)鐘同步:在包含相應(yīng)端口例 如POS 口的路由器上測試內(nèi)鐘精度以及同步能力。 協(xié)議收斂時(shí)間: 測試路
14、由變化通知到全網(wǎng)所用時(shí)間。該指標(biāo)雖然與路由器單機(jī)性能有 關(guān),但是一般只能在網(wǎng)絡(luò)上測試,而且會(huì)因配置改變而變化??梢栽?網(wǎng)絡(luò)配置完成后通過檢查該指標(biāo)來衡量全網(wǎng)性能。測試時(shí)間應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體項(xiàng)目以及測試目標(biāo)而定。一般認(rèn)為測試時(shí)間應(yīng)當(dāng)介于60秒到300秒之間。另外一般可以根據(jù)用戶要求和測試目標(biāo)作設(shè)定選擇。路由器性能測試一般可采用遠(yuǎn)端測試法。(三)一致性測試路由器一致性測試通常采用“黑箱”方法,被測試設(shè)備IUT叫做 “黑箱”。測試系統(tǒng)通過控制觀察點(diǎn)PCO與被測試設(shè)備接口。不同的測試事件是通過不同的 PCO來控制和觀察的,按照其應(yīng) 答是否遵守規(guī)范,即定時(shí)關(guān)系和數(shù)據(jù)匹配限制,測試的結(jié)果可分為通 過、失敗、無結(jié)
15、果3種。路由器是一種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備,需要在 各個(gè)通信層上實(shí)現(xiàn)多種協(xié)議。例如相應(yīng)的接口的物理層和鏈路層協(xié) 議、IP/ICMP 等互聯(lián)網(wǎng)層協(xié)議、TCP/UDP等傳輸層協(xié)議、 Telnet/SNMP 等應(yīng)用層協(xié)議以及 RIP/OSPF/BGP等路由協(xié)議。協(xié)議一致性測試應(yīng)當(dāng)包含路由器所實(shí)現(xiàn)的所有協(xié)議。由于該測試內(nèi)容繁多測試復(fù)雜,在測試中可以選擇重要的協(xié)議以及所關(guān)心的內(nèi)容測試。由于骨干網(wǎng)上路有器可能影響全球路由, 所以在路由器測試中 應(yīng)特別重視路由協(xié)議一致性測試?yán)?OSPF和BGP協(xié)議。由于一致 性測試只能選擇有限測試?yán)郎y試,一般無法涵蓋協(xié)議所有內(nèi)容。所以 即使通過測試也無法保證設(shè)備完全實(shí)現(xiàn)協(xié)議所
16、有內(nèi)容,所以最好的辦法是在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中試運(yùn)行。路由器一致性測試一般采用分布式測試法 或遠(yuǎn)端測試法。(四)互操作測試由于通信協(xié)議、路由協(xié)議非常復(fù)雜且擁有眾多選項(xiàng),實(shí)現(xiàn)同一協(xié) 議的路由器并不能保證互通互操作。并且因?yàn)橐恢滦詼y試能力有限, 即使通過協(xié)議一致性測試也未必能保證完全實(shí)現(xiàn)協(xié)議。所以有必要對 設(shè)備進(jìn)行互操作測試。互操作測試實(shí)際上是將一致性測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, 觀察兩 設(shè)備是否能按照預(yù)期正常工作。(五)穩(wěn)定性、可靠性測試由于大多數(shù)路由器需要每天24小時(shí),每周7天連續(xù)工作,作為 In ternet核心設(shè)備的骨干路由器的穩(wěn)定性和可靠性尤其重要。 所以用 戶需要了解露由器的穩(wěn)定性和可靠性。路由器的穩(wěn)定性和可靠性很難測試。一般可以通過兩種途徑的到:(1)廠家通過關(guān)鍵部件的可靠性以及備份程度計(jì)算系統(tǒng)可靠性 ;(2) 用戶或廠家通過大量相同產(chǎn)品使用中的故障率統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品穩(wěn)定性和可 靠性。當(dāng)然,用戶也可以通過在一定時(shí)間內(nèi)對試運(yùn)行結(jié)果的要求來在 一定程度上保證路由器的可靠性與穩(wěn)定性。(六)網(wǎng)管測試網(wǎng)管測
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