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解决方案

以太网测试解决方案

一、概述
    以太网技术发展经历了五个阶段,即以太网阶段、快速以太网阶段、千兆以太网阶段、万兆以太网阶段和40G/100G以太网阶段。10Mbit/s以太网和快速以太网已经垄断了LAN领域,有超过95%的用户使用以太网连接其内部网络。千兆以太网发展起来后,由于它具有简单、灵活、成本低廉、可扩展性强、与IP技术有天然的适应性等特点,它已经广泛应用于城域网领域。随着万兆以太网技术的日趋成熟,以太网正在向广域网迈进。40/100G以太网技术标准已经推出,技术也在逐步完善和成熟。 
    目前以太网的应用已经涵盖从桌面、校园网、企业网、接入网、城域网和骨干网的各个方面,并且随着网络技术的发展和融合,以太网的应用也在逐步的替代一些传统的数据传输业务。以太网技术的发展,必然带来不断变化和发展的以太网测试技术,用于保证以太网网络的各种功能和性能。 通常,在以太网设备和网络的测试中有以下几种测试场景:
    1、 设备和网络的转发性能测试,包含常规的RFC2544/RFC1242性能测试和基于RFC3393的IP转发抖动测试;
    2、 多种以太网业务数据模拟和统计测试,包含支持多数据流的产生和统计,模拟实际网络业务数据,测试网络和设备的功能和性能;
    3、 以太网数据传送的误码率测试(BERT),主要用于以太网承载SDH/OTN/DWDM/暗光纤的透明传输情况下,验证数据传输的误码情况。
    OPWILL的以太网测试解决方案,支持从10M/100M/1000M 到10G 多种速率的线速测试,包含以上3种主要的测试场景,主要用于网络运营商和各行业专网的网络设计、开通、运行维护,同时也用于以太网设备制造商的生产测试和验证。
二、以太网网络性能测试

1、RFC2544性能测试
    RFC 2544 (Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices) 是Internet 工程工作小组 (IETF)建立的标准,是一个公认的测试基准。它规定了一系列的测试过程和方法,使得服务提供商和用户间,可以在同一个基准下,对测试的实施和结果达成共识。RFC2544测试项目中主要有: 吞吐率测试,延时测量,帧丢失测试 和背靠背测试,每个项目的测试可以验证网络服务质量 SLA(Service Level Agreements)的特定的部分;这四个主要的测试项目可以评估被测以太网的性能状况。

    在实际的网络应用中,不同大小的帧长都可能使用,必须了解这些帧的测试结果。 RFC2544要求对一系列的帧长(64,128,256,512, 768,1024,1280,1518字节)在一定的时间内,按一定的数目进行测试,从而达到模拟各种实际可能出现的信息流的场景。字节数少的小帧在同样传输速率条件下,每单位时间需要传输的帧数量更多,所以小帧对于评估以太网更为重要。

    以太网的数据传输是双向流量,在测试过程中要求能支持全双工的双向流量的性能测试,验证以太网双向收发数据对性能的影响。

    对于以太网设备而言,在设备选型和设备入网认证过程中需要验证以太网设备的整机转发性能,这时侯需要用到多端口测试,考虑流量全连接分布(full mesh)或非全连接分布(half mesh)对性能的影响。在实际以太网网络的测试中,需要关注的重点是网络端到端的网络转发性能的测试和验证,通常只需要两个端口的测试就足够了。

     吞吐量测试
   吞吐量简单来说,就是从源发送方,到目的接收方可传输的最大数据量,通常是基于零错误率条件下的最大传输量。吞吐量测试主要用于评估被测设备(DUT)或被测网络(NUT)在不丢帧的情况下最大的传输速率。
   对于一个以太网系统,绝对的最大吞吐率应该等同于其接口速率。例如,10Mbit/s, 100Mbit/s,1000Mbit/s,10000Mbit/s。 而实际上,由于不同的帧长度带来不同的传输效率, 这些绝对的吞吐率是无法达到的。越小的帧由于前导码和帧间隔的原因,其传输效率就越低。

     背对背测试
    背靠背值就是被测试设备在无帧丢失的情况下,最大能处理的突发帧个数。具体测试方法,是向被测试设备发送突发的具有最小帧间隔的N个帧,并且统计被测设备送出帧的个数。如果和发送的个数相等,则增加N值,重复上述测试过程。直到被测设备送出的帧个数小于测试发送帧个数。背对背测试评估被测设备(DUT)或被测网络(NUT)在没有帧丢失前线速接收帧的最大数量。

                  
     帧丢失测试
    帧丢失通俗来讲,是指从发送方成功发出,而没有到达接收方的帧的数目。一般它被显示为帧丢失率,即相对于总发送帧数目的一个百分比。造成帧遗失的原因有很多,包括帧错误,由于拥塞、带宽不足而引起的帧丢失等。帧丢失测试用于测量和评估被测设备(DUT)或被测网络(NUT)在固定的吞吐量情况下发生的帧丢失率。 

       

    延迟测试
    延时是指一个帧从源点到目的点的总传输时间。这个时间包括网络节点的处理时间,和在传输介质上的传播时间。
    测量延时的方法,发送一个带有时间戳的帧,通过网络后,在接收方将当时的时间和帧所携带的时间戳比较,从而得出延时值。为了采用同一时钟源,一般要将发出的帧环回到发送方进行比较,也即环回延时。

    

   2、多流分析和测试
    在实际的以太网网络中,同时需要承载多种不同的业务,如宽带上网、VOIP语音业务、VOD视频业务等等;不同类型的业务对于网络性能的要求也不一样,比如语音业务对于以太网传送的时延和抖动要求很高。在实际网络部署时,对于共享的以太网资源,通过给不同的业务设置不同的传送优先级来保证不同业务的服务质量要求SLA。

    以太网测试中需要模拟实际的多种业务,可以同时产生多种不同的数据流,测试这些类型的业务在以太网网络中的转发性能;通过同时设置和产生多个数据流,每个数据流设置不同优先级,通过分析和统计多流的测试结果来验证多业务的性能。

   

      3、以太网误码率测试
    BERT测试是采用类似于SDH传输网络中的误码测试原理,用特殊性测试码型的以太网帧做为测试数据,在被测网络中传送,通过在接收端分析这些特定帧格式来验证网络的误码率情况。
常用的测试测试码型有多种PRBS(Pseudorandom Bit Sequence),用户自定义固定码型等;

 

    4、ITU-T Y.1564 测试

 

网络配置测试

网络配置测试包括先后对每个服务进行测试,鉴定服务的配置是否正确以及是否满足所有的特定KPI或SLA参数。

 1564 config test

性能测试

鉴定完各个服务的配置后,测试设备会同时鉴定所有服务的质量.

Y.1564 pm test


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