等效環(huán)回測(cè)試法和平移測(cè)試法合力解決三層網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)測(cè)試問(wèn)題

案例標(biāo)題等效環(huán)回測(cè)試法和平移測(cè)試法合力解決三層網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)測(cè)試問(wèn)題案例作者魯景華所屬分公司：北京市分公司摘要：隨著社會(huì)全面步入信息化，用戶(hù)的各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對(duì)通信的需求不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的基于物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試已不再能滿(mǎn)足用戶(hù)日益增長(zhǎng)的實(shí)際需求，對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)越來(lái)越希望運(yùn)營(yíng)商能夠提供基于網(wǎng)絡(luò)層，甚至是應(yīng)用層的網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試指標(biāo)。圍繞用戶(hù)的實(shí)際需求，研究出了一套基于三層網(wǎng)絡(luò)層的“等效環(huán)回”測(cè)試法。對(duì)于用戶(hù)對(duì)端無(wú)法配合測(cè)試的電路，我們還通過(guò)對(duì)連接纜線(xiàn)進(jìn)行巧妙改造，設(shè)計(jì)出了“平移”測(cè)試法。本文匯總了“等效環(huán)回”測(cè)試法和“平移”測(cè)試法的常見(jiàn)案例，希望能為運(yùn)維側(cè)工程師提供借鑒，從而有效提升運(yùn)維服務(wù)品質(zhì)，提高客戶(hù)感知，助力市場(chǎng)發(fā)展。關(guān)鍵詞：等效環(huán)回測(cè)試法、平移測(cè)試法、儀表設(shè)置、纜線(xiàn)制作、應(yīng)用場(chǎng)景案例背景業(yè)務(wù)背景隨著社會(huì)全面步入信息化，用戶(hù)的各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對(duì)通信的需求不斷擴(kuò)大。面對(duì)這種日益擴(kuò)大的需求，我們的測(cè)試方法還停留在對(duì)于通信鏈路物理層的誤碼率和數(shù)據(jù)鏈路層的丟幀率等性能指標(biāo)的測(cè)試上。這顯然已經(jīng)不能滿(mǎn)足用戶(hù)日益增長(zhǎng)的實(shí)際需求，對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)越來(lái)越希望運(yùn)營(yíng)商能夠提供基于網(wǎng)絡(luò)層，甚至是應(yīng)用層的網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試指標(biāo)。因此，如何有效解決用戶(hù)的實(shí)際需求，提供面向用戶(hù)側(cè)的測(cè)試解決方案，成為了運(yùn)維側(cè)工程師的重要工作。測(cè)試方法介紹等效環(huán)回測(cè)試法在以太網(wǎng)中，三層數(shù)據(jù)包被封裝在以太幀中進(jìn)行傳送，通過(guò)對(duì)以太幀拆、封裝過(guò)程進(jìn)行分析，我們?cè)O(shè)計(jì)出了等效環(huán)回測(cè)試法。具體如下圖，首先儀表解析路由器的MAC地址，并將源、目的IP都設(shè)置為儀表IP地址。當(dāng)路由器收到儀表發(fā)送的以太幀時(shí)，發(fā)現(xiàn)MAC地址為本接口地址，于是將該幀轉(zhuǎn)交路由進(jìn)程處理。路由進(jìn)程檢查三層包頭，發(fā)現(xiàn)IP地址為儀表IP地址，于是重新封裝數(shù)據(jù)包，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)回儀表，從而完成數(shù)據(jù)包在線(xiàn)路上環(huán)回的過(guò)程。具體儀表設(shè)置過(guò)程，我們將在案例中詳細(xì)介紹。平移測(cè)試法本測(cè)試方法的原理是通過(guò)特殊的纜線(xiàn)連接把對(duì)端的儀表和設(shè)備等效到本端，在本端加兩塊同型號(hào)的儀表或另加一臺(tái)設(shè)備模仿用戶(hù)原有的線(xiàn)路，以解決對(duì)端儀表無(wú)環(huán)回功能或因型號(hào)不一致，儀表內(nèi)置的環(huán)回功能無(wú)法匹配等問(wèn)題。連線(xiàn)關(guān)系為：對(duì)端打硬環(huán)，本端儀表A的發(fā)直接連到儀表B的收，儀表A的收連傳輸?shù)陌l(fā)，儀表B的發(fā)連傳輸?shù)氖眨唧w原理如下圖：傳輸是光口的，按上圖所示直接用光纖連接，傳輸是電口的分別按以下兩圖所示制作專(zhuān)用測(cè)試線(xiàn)：百兆以太測(cè)試線(xiàn)接線(xiàn)關(guān)系E1數(shù)字測(cè)試線(xiàn)接線(xiàn)關(guān)系測(cè)試線(xiàn)實(shí)物圖常見(jiàn)應(yīng)用場(chǎng)景跨域業(yè)務(wù)；匯聚電路；互聯(lián)網(wǎng)黃、白金業(yè)務(wù)；對(duì)端無(wú)法配合的業(yè)務(wù)。案例描述1.等效環(huán)回測(cè)試法在跨域業(yè)務(wù)中的應(yīng)用故障描述：某用戶(hù)將北京到呼和浩特的跨域SDH以太網(wǎng)電路由8M升速至20M。升速完成后，維護(hù)中心用儀表測(cè)試線(xiàn)路帶寬為20M，但客戶(hù)反饋升速后用FTP下載文件與升速前沒(méi)有明顯改變。如下圖所示，該電路為一條由北京到呼和浩特的點(diǎn)到點(diǎn)透?jìng)鞯腟DH以太網(wǎng)電路，其中A端在北京，Z端在呼和浩特，兩端均為阿爾卡特傳輸設(shè)備。2121故障分析和詳細(xì)處理過(guò)程：測(cè)試工程師首先與傳輸網(wǎng)管溝通，被告知傳輸電路無(wú)告警，線(xiàn)路升速已按要求做完。于是測(cè)試工程師決定讓呼和浩特聯(lián)通測(cè)試工程師配合在圖一的1點(diǎn)位置朝北京做環(huán)，北京測(cè)試工程師在A端接上儀表，對(duì)傳輸網(wǎng)進(jìn)行二層環(huán)回測(cè)試，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路速率為20Mbps。然后北京測(cè)試工程師決定對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行“等效環(huán)回”測(cè)試，于是讓呼和浩特測(cè)試工程師將環(huán)拆除，直接接上用戶(hù)路由器。具體測(cè)試設(shè)置如下：1）開(kāi)機(jī)初始化，進(jìn)入“選擇測(cè)試”選擇以太網(wǎng)“3層流量”測(cè)試選項(xiàng)。點(diǎn)擊儀表右上角“設(shè)置”按鈕，進(jìn)入具體配置界面。2）在“接口”菜單內(nèi)的“物理層”選項(xiàng)。配置相應(yīng)儀表“自協(xié)商”、“接口速率”、“雙工模式”等信息。3）選擇“以太網(wǎng)”菜單，將ARP模式設(shè)置為“啟動(dòng)的”，以便正確獲取對(duì)端MAC地址。4）選擇“IP”菜單，設(shè)置“數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度”、“源IP”、“缺省網(wǎng)關(guān)”、“子網(wǎng)掩碼”及“目的IP”等。點(diǎn)擊“Ping”按鈕，查看是否配置正確。5）選擇“以太網(wǎng)”菜單，查看已正確獲取的“目的MAC”并記錄。將ARP模式設(shè)置為“禁止的”，并將之前記錄的正確目的MAC地址再次手動(dòng)寫(xiě)入。6）選擇“IP”菜單，將“目的IP”地址更改為與“源IP”地址相同即可。7）選擇“流量”菜單，配置數(shù)據(jù)流量大小，設(shè)置相應(yīng)負(fù)載速率（必須為L(zhǎng)1層速率）。至此，全部設(shè)置完畢，點(diǎn)擊儀表右上方“結(jié)果”按鈕，準(zhǔn)備開(kāi)始進(jìn)行測(cè)試。8）返回測(cè)試界面，點(diǎn)擊“流量開(kāi)始”按鈕，開(kāi)始三層流量測(cè)試。經(jīng)“等效環(huán)回”測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，速率設(shè)置為20M時(shí)線(xiàn)路丟包，直至降速至8M時(shí)線(xiàn)路正常，判斷實(shí)測(cè)速率為8M。通過(guò)以上測(cè)試，測(cè)試工程師判斷該線(xiàn)路沒(méi)有問(wèn)題，問(wèn)題可能出現(xiàn)在用戶(hù)呼和浩特端路由器配置上?？蛻?hù)認(rèn)可自身路由器出現(xiàn)問(wèn)題，希望聯(lián)通協(xié)助解決。本著客戶(hù)至上的原則，大客戶(hù)工程師與呼和浩特客戶(hù)方溝通后，遠(yuǎn)程登陸呼和浩特客戶(hù)路由器，經(jīng)檢查客戶(hù)路由器配置后發(fā)現(xiàn)是客戶(hù)在升速后沒(méi)有將QoS限速更改。經(jīng)更改后，測(cè)試人員對(duì)路由器和線(xiàn)路進(jìn)行全程測(cè)試，發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路已達(dá)到20M速率。故障解決，用戶(hù)對(duì)結(jié)果表示認(rèn)可。2.等效環(huán)回測(cè)試法在匯聚電路速率測(cè)試中的應(yīng)用案例描述：北京市交管局組網(wǎng)項(xiàng)目，該項(xiàng)目匯聚點(diǎn)為交管局十八里店車(chē)管所，各相關(guān)4S店為分支點(diǎn)，由于涉及4S店較多，后期部分線(xiàn)路開(kāi)通時(shí)交管局十八里店車(chē)管所已接上用戶(hù)路由器，且用戶(hù)不同意斷測(cè)，但同時(shí)又要求提供含線(xiàn)路速率測(cè)試結(jié)果的測(cè)試報(bào)告。如下圖所示A端為北京市交管局十八里店車(chē)管所，Z端為各分支4S店，由于前期已開(kāi)通部分線(xiàn)路，交管局十八里店用戶(hù)已將匯聚端路由器接上，且已加載業(yè)務(wù)，用戶(hù)不同意繼續(xù)斷線(xiàn)測(cè)試。但同時(shí)用戶(hù)又提出，為保證租用速率達(dá)標(biāo)，要求聯(lián)通提供含線(xiàn)路速率測(cè)試結(jié)果的測(cè)試報(bào)告。案例分析與解決方法：接到用戶(hù)實(shí)際需求后，測(cè)試工程師首先與傳送網(wǎng)網(wǎng)管進(jìn)行溝通，經(jīng)溝通后確定無(wú)法從匯聚端朝分支點(diǎn)做交叉連接環(huán)，從分支點(diǎn)做二層環(huán)回測(cè)試方法不可行。于是測(cè)試工程師決定在新開(kāi)分支點(diǎn)接儀表，對(duì)匯聚端口做三層“等效環(huán)回”測(cè)試，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)在線(xiàn)路正常的情況下，該方法可以有效、準(zhǔn)確的得出用戶(hù)的線(xiàn)路速率測(cè)試結(jié)果。具體儀表設(shè)置方法同案例1。3.等效環(huán)回測(cè)試法在互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)測(cè)試中的應(yīng)用案例描述：某用戶(hù)新開(kāi)通一條2G互聯(lián)網(wǎng)黃白金專(zhuān)線(xiàn)，線(xiàn)路開(kāi)通后用戶(hù)質(zhì)疑線(xiàn)路速率不達(dá)標(biāo)，用戶(hù)要求聯(lián)通上門(mén)對(duì)該互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)進(jìn)行開(kāi)通測(cè)試。案例分析與解決方法：接到用戶(hù)要求后，測(cè)試工程師攜帶筆記本上門(mén)用網(wǎng)站對(duì)用戶(hù)線(xiàn)路進(jìn)行測(cè)速，發(fā)現(xiàn)速率只能到1G，經(jīng)分析由于筆記本網(wǎng)卡端口最高為GE，造成此種測(cè)試方法最高只能測(cè)到1G，當(dāng)用戶(hù)速率超過(guò)1G時(shí)，此種傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)測(cè)速方法不可行。測(cè)試工程師分析了實(shí)際了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌ㄈ缦聢D）后，發(fā)現(xiàn)可以對(duì)用戶(hù)端到互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)端口之間的接入段進(jìn)行“等效環(huán)回”測(cè)試。于是測(cè)試工程師攜帶儀表對(duì)該接入段參照案例1的設(shè)置方法進(jìn)行了“等效環(huán)回”測(cè)試，經(jīng)測(cè)試接入段帶寬為2G，接入段線(xiàn)路一切正常。后經(jīng)對(duì)用戶(hù)內(nèi)網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，用戶(hù)內(nèi)網(wǎng)設(shè)備的一個(gè)端口為GE端口，導(dǎo)致用戶(hù)實(shí)際使用速率達(dá)不到2G，協(xié)助用戶(hù)更換該設(shè)備后線(xiàn)路恢復(fù)正常。4.平移測(cè)試法在用戶(hù)對(duì)端無(wú)法配合的測(cè)試中的應(yīng)用故障描述：中石化由河北涿州至北京昌平長(zhǎng)陵的一條點(diǎn)對(duì)點(diǎn)2M數(shù)字電路專(zhuān)線(xiàn)，用戶(hù)申告線(xiàn)路故障，前去位于北京昌平的用戶(hù)測(cè)試線(xiàn)路。首先對(duì)端打環(huán)用儀表測(cè)試全程線(xiàn)路，儀表顯示一切正常，但用戶(hù)接上設(shè)備后還是反應(yīng)上網(wǎng)慢，有時(shí)出現(xiàn)掉線(xiàn)，視頻業(yè)務(wù)中斷等現(xiàn)象，線(xiàn)路對(duì)端的一臺(tái)CISCO72系列路由器LOG日志中顯示廣域網(wǎng)口的協(xié)議頻繁出現(xiàn)UP和DOWN告警信息。懷疑用戶(hù)設(shè)備有問(wèn)題，就把自帶的路由器換上，用戶(hù)測(cè)試，故障現(xiàn)象依然存在。聯(lián)系昌平本地和涿洲本地傳輸更換時(shí)隙，還是有問(wèn)題。北京端所能做的測(cè)試工作都做了，唯一查不到的就是涿洲端的用戶(hù)設(shè)備，與用戶(hù)協(xié)商去涿洲測(cè)試。到涿洲后首先環(huán)測(cè)用戶(hù)的設(shè)備，也沒(méi)問(wèn)題，然后我們?cè)阡弥萦脩?hù)側(cè)起一臺(tái)FTPSever，由北京用戶(hù)的一臺(tái)PC下載涿州FTPSever中的文件，一切正常，反過(guò)來(lái)從涿州用戶(hù)側(cè)下載北京用戶(hù)Sever中的文件，路由器就出現(xiàn)了告警信息。故障分析與解決方法：為了測(cè)試這條特殊故障線(xiàn)路，我們?cè)阡弥萦脩?hù)側(cè)增加了一臺(tái)自帶的CISCO路由器，設(shè)計(jì)出了如下測(cè)試方案，具體連接示意圖以及整條電路路由如下圖。1）首先D點(diǎn)朝向A點(diǎn)打環(huán)，用表進(jìn)行端到端測(cè)試，全都正常。PC1與PC2做互通Ping測(cè)試，無(wú)丟包，用戶(hù)路由器LOG日志中也無(wú)告警信息。2）PC1設(shè)為FTPSever,PC2作為客戶(hù)端下載PC1中的文件，查看路由器端口，顯示流量最大時(shí)達(dá)到1.9M，此時(shí)做相互Ping測(cè)試也無(wú)丟包現(xiàn)象，路由器LOG日志中也無(wú)告警信息。此種測(cè)試狀態(tài)下線(xiàn)路全都正常。3）PC2設(shè)為FTPSever,PC1作為客戶(hù)端下載PC2中的文件，查看路由器端口，顯示流量最大時(shí)只能達(dá)到800K，此時(shí)做相互Ping測(cè)試，出現(xiàn)了頻繁丟包現(xiàn)象，路由器LOG日志中出現(xiàn)了用戶(hù)反應(yīng)的告警信息，4）分段打環(huán)測(cè)試，確定故障點(diǎn)。首先在C點(diǎn)朝向A點(diǎn)打環(huán)，此時(shí)看到PC1與PC2互Ping測(cè)試丟包現(xiàn)象消失，路由器中也無(wú)告警信息，電路恢復(fù)正常。再次把環(huán)做到D點(diǎn)測(cè)試，又出現(xiàn)了上面第3步測(cè)試中的現(xiàn)象。5）將用戶(hù)電路恢復(fù)，A點(diǎn)起一臺(tái)FTPSever由D點(diǎn)的一臺(tái)PC下載A點(diǎn)Sever中的文件，一切正常，反過(guò)來(lái)讓A點(diǎn)下載D點(diǎn)Sever中的文件，路由器又出現(xiàn)了告警信息。6）通過(guò)以上測(cè)試基本判定C點(diǎn)到D點(diǎn)傳輸通道在線(xiàn)路流量達(dá)到一定程度時(shí)，單方向傳輸上有問(wèn)題。把測(cè)試結(jié)果發(fā)給了華為工程師，經(jīng)華為工程師現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試后確認(rèn)在用設(shè)備確實(shí)有問(wèn)題，更換設(shè)備后線(xiàn)路正常。（三）案例總結(jié)傳統(tǒng)專(zhuān)線(xiàn)的二層測(cè)試方法，只能驗(yàn)證線(xiàn)路的二層性能，在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)用戶(hù)接上自身三層設(shè)備進(jìn)行線(xiàn)路調(diào)試時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題。1.“等效環(huán)回”測(cè)試法的設(shè)置步驟：1）選擇正確的測(cè)試端口模式，選擇三層流量測(cè)試模式；2）開(kāi)啟ARP，設(shè)置正確的源、目的IP和子網(wǎng)掩碼；3）點(diǎn)擊PING按鈕，學(xué)到對(duì)端MAC地址并記錄；4）關(guān)閉ARP，將之前記錄的對(duì)端MAC地址填入MAC地址欄；5）將目的IP地址更改為源IP地址；6）點(diǎn)擊發(fā)送流量開(kāi)始測(cè)試。2.“等效環(huán)回”測(cè)試法的常見(jiàn)應(yīng)用場(chǎng)