CN1512717A - 网络测试设备、系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种网络测试系统及方法，其利用一可选择网络仿真测试作业模式或者流量产生器作业模式的网络测试设备来执行。网络测试设备包括有一网络仿真模型库，其存储有利用管理端工作站的网络模型设计模块设计的网络仿真模型；一网络协议库存储有多个网络协议；一仿真处理模块可根据管理端工作站的仿真测试控制模块所设置的网络仿真测试参数，选择网络仿真模型、网络协议及控制流量产生以对被测试设备进行网络仿真测试；网络测试设备的流量产生控制模块可根据管理端工作站所设置的流量产生参数来产生流量对被测试设备进行测试。通过前述的网络设备、系统及方法可方便进行网络的测试，并能减少网络测试中投入的设备、人力及时间，从而减少网络测试的费用。

Description

网络测试设备、系统及方法

【发明领域】

本发明涉及一种网络测试设备、系统及方法，尤指一种网络仿真测试及流量测试的网络测试设备、系统及方法。

【发明背景】

目前，网络发展迅猛，网络规模日趋庞大、新技术不断出现、网上应用日益复杂、投入资金不断增加，这对网络规划和设计人员提出了许多新的挑战，其包括有：以IP为代表的包交换技术是现在网络的基础，IP的统计复用特性给网络的设计带来的很大的困难，以数学计算为基础的传统网络设计理论已经无法满足网络设计的实际需要；目前流行的以经验为主的网络设计方法，对于中小型网络还是可行的，但是，随着网络规模的急剧扩大和网络复杂性迅速增加，需要考虑的设计因素也随的急剧增加，往往超出了人的经验所能企及的范围；网络技术的多样性导致投资风险加大，目前网络通讯领域往往对于一个问题的解决有多种的技术方法和存在有众多互相竞争的网络产品，如果在网络设计阶段时只能依靠厂家提供的报告或第三方的测试结果，投资的风险较大；如果能把网络流量、性能的实际测试分析结果和网络设计结合起来，则可为网络优化提供可靠的依据，从而优化现有网络、挖掘网络内部潜力，降低网络运营成本。因此在网络设计时，需对网络或者网络设备进行测试以获得网络或者网络设备的测试结果是很关键的，然而在传统的网络测试或者网络设备测试中，需建立需要测试的实际的网络环境。例如参阅图1所示，为一传统的网络测试系统应用环境示意图。当对一被测试设备8进行测试时，被测试设备8需直接连接或者利用网络4连接有多个网络设备9，从而构成该被测试设备8的应用环境，才可对该被测试设备8进行测试。这种传统的测试方法存在的不足在于，在测试过程中需要多个网络设备来构建一实际应用环境，这需要花费太多的人力、设备及时间，增加测试的难度。

在传统的网络测试或者网络设备测试中，流量产生器(Traffic Generator)为一种独立的网络测试设备，其可按照预先设置的条件产生数据封包(Packet)来仿真各种网络设备(例如交换机或者路由器)或一网络中的实际流量，来测试目标设备(如交换机或者路由器)或者网络的性能及功能。例如在测试一交换机(以下称为被测试设备；Device Under Test)的过程中，流量产生器产生数据封包并将其发送给被测试设备，在测试过程中流量产生器除了产生发送给被测试设备的流量(Inbound Traffic)外，还监视及分析(如检测资料包内容及记录流量大小)被测试设备传出的流量(Outbound Traffic)，这样流量产生器即可评估被测试设备的性能及功能。考量一流量产生器性能的重要因素的一在于其多个通讯端口在各种环境下是否可产生全速率(line rate)流量，达到这样要求的流量产生器价格是很昂贵的，其价格一般在几万到几十万美元或者更多。然而在很多的交换机测试中尤为交换机的功能测试中，实际只需要利用到流量产生器的少量可以产生全速率或者非全速率的流量的通讯端口。

【发明内容】

因此，针对先前技术所述测试系统及流量产生器所存在的不足，本发明的目的提供一种网络测试设备，其可处于网络仿真测试作业模式或者流量产生器作业模式，并提供一利用该网络测试设备进行网络测试的系统，用于网络仿真测试及流量测试，以方便进行网络的测试及减少网络测试的费用。

本发明提供一网络测试设备，用户可通过设置来选择该网络测试设备处于网络仿真测试作业模式或者流量产生器作业模式，其包括有一软件模块、一硬件模块及多个通讯端口。其中，软件模块其包括有一网络仿真模型库，一网络协议库、一仿真处理模块及流量产生控制模块，该网络测试设备可接收连接于该网络测试设备的管理端工作站发送的网络仿真模型，该网络仿真模型可存储于网络仿真模型库中，前述的网络协议库存储有多个网络协议，该网络测试设备处于网络仿真测试作业模式时，前述的仿真处理模块可根据接收的网络测试参数选择网络仿真模型、网络协议及生成第一流量产生指令以控制所述网络测试设备的流量产生，对连接于通讯端口的被测试设备进行网络仿真测试；当前述的网络设备处于流量产生器作业模式时，流量产生控制模块可接收连接于该网络测试设备的管理端工作站发送的第二流量产生参数，并根据该参数生成流量产生指令；硬件模块，其包括有一流量产生装置及一访问媒介控制装置，其中流量产生装置可前述第一流量产生指令或者第二流量产生指令，生成相应流量的数据封包，访问媒介控制装置可将数据封包发送给相应的通讯端口。

本发明提供一种网络测试系统，其利用前述的网络测试设备进行网络仿真测试及流量测试，该网络测试系统包括有至少一管理端工作站、一网络测试设备及至少一连接于网络测试设备的被测试设备，管理端工作站包括有一网络模型设计模块、一仿真测试控制模块及一流量产生参数设定模块，其中：网络模型设计模块用于设计网络仿真模型，仿真测试控制模块，其当所述的网络测试设备处于网络仿真测试作业模式时，设置网络仿真测试参数，网络测试设备的仿真处理模块接收网络仿真测试参数，并根据该网络测试参数选择网络仿真模型、网络协议及生成第一流量产生指令以控制所述网络测试设备的流量产生，对被测试设备进行网络仿真测试；流量产生参数设定模块，其当所述的网络测试设备处于流量产生器作业模式时，设置流量产生参数，并将其传送给网络测试设备，网络测试设备的流量产生控制模块接收该流量产生参数，并根据该参数产生流量对被测试设备进行流量测试。

本发明提供一种网络测试方法，其利用前述的网络测试设备进行网络仿真测试及流量测试，其包括有如下的步骤：(a)设置网络测试设备为网络仿真测试作业模式或者流量产生器作业模式；(b)当网络测试设备设置为网络仿真测试作业模式时，可进行如下的步骤：(b1)利用管理端工作站设计网络仿真模型，管理端工作站将设计完毕的网络仿真模型传送给网络测试设备，网络测试设备将其存储于网络仿真模型库中；(b2)利用连接于网络测试设备的管理端工作站设置网络仿真测试参数，并将该网络仿真测试参数传送给网络测试设备；(b3)网络测试设备的仿真处理模块接收网络仿真测试参数，并根据该网络测试参数选择网络仿真模型、网络协议及控制流量产生，以对被测试设备进行网络仿真测试；(c)当网络测试设备设置为流量产生器作业模式时，可进行如下的步骤：(c1)利用管理端工作站设置流量产生参数；(c2)网络测试设备的流量产生控制模块接收该流量产生参数，并根据该参数产生流量对被测试设备进行流量测试。

通过前述的网络设备、系统及方法可用于网络仿真测试及流量测试，以方便进行网络的测试如减少网络测试中投入的设备、人力及时间，从而减少网络测试的费用。

【附图说明】

图1为一传统的网络测试系统应用环境示意图。

图2为本发明网络测试系统及方法的应用环境示意图。

图3为本发明的网络测试设备的结构示意图。

图4为本发明网络测试系统的数据流程图。

图5为本发明网络测试方法的网络仿真测试方法的作业流程图。

图6为本发明网络测试方法的流量测试作业流程图。

【实施例说明】

图2所示，为本发明网络测试系统及方法的应用环境示意图。一管理端工作站2通过网络4连接或直接连接网络测试设备6，该网络测试设备6连接有被测试设备8。所述的网络测试设备6包括有网络仿真测试作业模式及流量产生器作业模式，其中在网络仿真测试作业模式下网络测试人员(未画出)可通过管理端工作站2控制网络测试设备6对被测试设备8进行网络仿真测试。网络测试设备6还可选择流量产生器作业模式，在流量产生器作业模式下，网络测试设备6可产生一定流量速率(Traffic Rate)、数据封包(Packet)内容及数据封包长度的流量对被测试设备8进行流量测试。

其中，管理端工作站2包括有网络模型设计模块22、仿真测试控制模块24及流量产生参数设定模块26。网络模型设计模块22为一网络仿真模型设计工具，其用于为网络测试人员建立网络仿真模型来仿真现实网络环境，所述的现实网络环境可包括有网络拓扑结构、路由设计、业务配置等，经设计完毕的网络仿真模型将存储于网络测试设备6中。仿真测试控制模块24，利用该模块网络测试人员可在网络测试过程中选择仿真测试参数，如网络仿真测试所使用的网络仿真模型及网络协议。仿真测试参数还可包括有网络仿真测试中控制流量产生所需的第一流量产生参数，所述第一流量参数可包括有速率(Traffic Rate)、资料内容、资料长度及流量发送时长(即需发送多长时间的流量)等，该仿真测试控制模块24接收所输入的仿真测试参数，并将其传送给网络测试设备6，网络测试设备6根据该仿真测试参数选择网络仿真模型及网络协议，并控制流量产生以对被测试设备8进行仿真测试，所述控制流量产生是控制网络测试设备6产生流量的发送时长、速率(Traffic Rate)、资料内容及资料长度等。流量产生参数设定模块26，为提供一流量产生参数设定使用者界面(User Interface)(未画出)，通过该流量产生参数设定使用者界面(未画出)，网络测试人员可输入第二流量产生参数，所述的第二流量产生参数可包括有流量速率(Traffic Rate)、资料内容及资料长度等，该流量产生参数设定模块26接收该流量产生参数，并将其传送给网络测试设备6，网络测试设备6根据该流量产生参数，生成一定流量速率(Traffic Rate)、资料内容及资料长度的流量对被测试设备8进行流量测试。

在本实施例中，网络4可为企业内部网(Intranet)或者国际互联网(Internet)。被测试设备8可为交换机、路由器、服务器、计算机工作站或者网络打印机、网络传真机及不间断电源设备UPS等。

参阅图3所示，为本发明的网络测试设备6的结构示意图。本发明的网络测试设备6可为网络仿真测试作业模式及流量产生器作业模式，在该网络测试设备6初始化或安装时，用户可通过使用者界面(User Interface)(未画出)来设置该网络测试设备6的作业模式。该网络测试设备6的默认作业模式为网络仿真测试作业模式。当需要改变该网络测试设备6的作业模式可利用使用者界面进行设置。其中当网络测试设备6在网络仿真测试作业模式中，可选择一网络仿真模型及网络协议，并控制流量产生，对被测试设备8进行网络仿真测试，以获得该被测试设备8的性能；而在流量产生器作业模式下，网络测试设备6可产生流量对被测试设备8进行流量测试。所述的网络仿真设备6包括有一软件模块62、一硬件模块64及多个通讯端口66。

其中，软件模块62包括有一网络仿真模型库620、一网络协议库622、一仿真处理模块624及一流量产生控制模块626。其中网络仿真模型库620为一数据库，其内存储有各种网络仿真模型；网络协议库622为一数据库，其内存储有各种网络协议；仿真处理模块624可根据管理端工作站2发送的仿真测试参数，访问网络仿真模型库620及网络协议库622获得仿真测试参数指定的网络模型、网络协议，并根据仿真测试所包含的第一流量产生参数生成第一流量产生指令，控制硬件模块64的流量产生，对仿真测试中流量。

当网络测试设备6处于流量产生器作业模式时，流量产生控制模块626可根据管理端工作站2发送的第二流量产生参数生成第二流量产生指令。流量产生控制模块626还可以进行流量控制(Traffic Stream Control)、流量速率及分发控制(Traffic Rate and Distribution Control)、数据封包内容与资料长度控制(Packet Content an Length Control)及数据封包接收与传送统计(Transmission/Reception Statistics)。

网络测试设备6的硬件模块64可为一特定用途集成电路板(ApplicationSpecific Integrated Circuit；ASIC)，其包括有流量产生装置642及访问媒介控制装置(Media Access Control；MAC)644。本发明的网络测试设备6处于流量产生器模式时，流量产生装置642可根据软件模块62的流量产生控制模块626所生成的第二流量产生指令，产生一定流速、内容及资料长度的数据封包，并通过访问媒介控制装置644将所产生的数据封包发送给相应的通讯端口66，以测试被测试设备8的性能，如交换容量、背板带宽、处理能力、吞吐量等。当网络测试设备6处于仿真测试模式时，流量产生装置642可根据软件模块62的仿真处理模块624发送的第一流量产生指令，产生一定流速、内容及资料长度的数据封包，并通过访问媒介控制装置644将所产生的数据封包发送给相应的通讯端口66，以对被测试设备8进行仿真测试。

网络测试设备6的每一通讯端口66可连接各种被测试设备8(未画出)如工作站、终端机、服务器及路由器等，实现网络测试设备6与其它网络设备间的通讯传输，以对其进行网络仿真测试及流量测试。

参阅图4所示，为本发明网络测试系统的数据流程图。当网络测试设备6处于网络仿真测试作业模式下时，管理端工作站2的网络模型设计模块22可用于网络测试人员建立网络仿真模型来仿真现实网络环境，当网络仿真模型设计完毕，管理端工作站2将网络仿真模型发送给网络测试设备6，网络测试设备6将其存储于网络仿真模型库620中。在网络仿真测试过程中，网络测试人员通过管理端工作站2的仿真测试控制模块24选择仿真测试参数，如网络测试所使用的网络仿真模型、网络协议及第一流量产生参数等，该仿真测试参数经由管理端工作站2传送给网络测试设备6，网络测试设备6的仿真处理模块624接收该仿真测试参数，访问网络仿真模型库620及网络协议库622，获得仿真测试参数定义的网络模型及网络协议，并根据第一流量产生参数生成第一流量产生指令，流量产生装置642根据第一流量产生指令产生一定流速、数据封包内容及数据封包长度的流量，并通过访问媒介控制装置644将所产生的数据封包发送给连接于相应的通讯端口66的被测试设备8，以对该被测试设备8进行网络仿真测试。

当网络测试设备处于流量产生器作业模式时，利用管理端工作站2的流量产生参数设定模块所提供的使用者界面(未画出)，网络测试人员可输入第二流量产生参数，网络测试设备6获得该流量产生参数，根据该第二流量产生参数生成流量产生指令，流量产生装置642根据流量产生指令产生一定流速、数据封包内容及数据封包长度的流量，并通过访问媒介控制装置644将所产生的数据封包发送给连接于相应的通讯端口66的被测试设备8，以测试被测试设备8的性能。

参阅图5所示，为本发明的网络仿真测试方法的作业流程图。网络测试人员将网络测试设备6设置为网络仿真测试作业模式(步骤S510)。网络测试人员利用管理端工作站2的网络模型设计模块22建立仿真现实网络环境的网络仿真模型(步骤S520)。管理端工作站2将设计完毕的网络仿真模型传送给网络测试设备6，网络测试设备6将该网络仿真模型存储于网络仿真模型库620中(步骤S530)。当进行网络仿真测试时，网络测试人员利用仿真测试控制模块24(参阅图4)设定仿真测试参数，如网络测试所使用的网络仿真模型、网络协议及在仿真测试过程中控制流量产生的第一流量产生参数等(步骤S540)。前述的仿真测试参数经由管理端工作站2传送给网络测试设备6，网络测试设备6的仿真处理模块624接收该仿真测试参数(步骤S550)。网络测试设备6的仿真处理模块624根据仿真测试参数访问网络仿真模型库620，获得仿真测试参数定义的网络模型(S560)。网络测试设备6的仿真处理模块624根据仿真测试参数访问网络协议库622，获得仿真测试参数定义的网络协议(步骤S570)。仿真处理模块624根据仿真测试参数所包括的第一流量产生参数生成第一流量产生指令(步骤S580)。流量产生装置642根据流量产生指令产生一定流速、数据封包内容及数据封包长度的流量，并通过访问媒介控制装置644将所产生的数据封包发送给连接于相应的通讯端口66的被测试设备8，对该被测试设备8进行网络仿真测试(步骤S590)。

参阅图6所示，为本发明的流量测试作业流程图。网络测试人员将网络测试设备6(参阅图4)设置为流量产生器作业模式(步骤S610)。网络测试人员利用管理端工作站2的流量产生参数设定模块26设定第二流量产生参数(步骤S620)。管理端工作站2将前述的第二流量产生参数发送给网络测试设备6，网络测试设备6的流量产生控制模块626(参阅图4)获得前述的流量产生参数(步骤S630)。流量产生控制模块626根据该第二流量产生参数生成第二流量产生指令，并将其发送给流量产生装置642(步骤S640)。流量产生装置642根据第二流量产生指令产生流量，所述流量为由一定流速、内容及资料长度的数据封包组成，并通过访问媒介控制装置644将所产生的流量发送给相应的通讯端口66(步骤S650)。流量产生控制模块626对被测试设备8的进行流量测试分析统计，例如对被测试设备8(参阅图4)接收与传送的数据封包进行统计(步骤S660)。

Claims (18)

1.一种网络测试设备，其可处于网络仿真测试作业模式及流量产生器作业模式中，分别用于网络仿真测试及流量测试，其包括有一软件模块、一硬件模块及多个通讯端口，其特征在于，其中：

软件模块包括有：一网络仿真模型库，一网络协议库、一仿真处理模块及流量产生控制模块；其中：

前述的网络仿真模型库存储有多个网络模型；

前述的网络协议库存储有多个网络协议；

该网络测试设备处于网络仿真测试作业模式时，前述的仿真处理模块可选择仿真测试的网络仿真模型及网络协议，生成第一流量产生指令以控制所述网络测试设备的流量产生，对连接于通讯端口的被测试设备进行网络仿真测试；

当前述的网络测试设备处于流量产生器作业模式时，流量产生控制模块可产生第二流量产生指令；

硬件模块包括有一流量产生装置及一访问媒介控制装置，其中：

流量产生装置可根据前述第一流量产生指令或者第二流量产生参数，生成相应流量的数据封包；

访问媒介控制装置可将数据封包发送给相应的通讯端口。

2.如权利要求1所述的网络测试设备，其特征在于，用户可通过设置来选择该网络测试设备处于网络仿真测试作业模式或者流量产生器作业模式。

3.如权利要求2所述的网络测试设备，其特征在于，当网络测试设备处于网络仿真测试作业模式时，该网络测试设备可接收连接于该网络测试设备的管理端工作站发送的网络仿真模型，该网络仿真模型可存储于网络仿真模型库中。

4.如权利要求3所述的网络测试设备，其特征在于，网络测试设备的仿真处理模块可接收管理端工作站传送的网络仿真测试参数，该网络测试参数包括有网络模型及网络协议，并根据该网络测试参数选择网络仿真模型及网络协议对被测试设备进行网络仿真测试。

5.如权利要求4所述的网络测试设备，其特征在于，其中网络仿真测试参数还包括有一第一流量产生参数，所述仿真处理模块根据前述第一流量产生参数，生成前述第一流量产生指令。

6.如权利要求2所述的网络测试设备，其特征在于，网络测试设备处于流量产生器作业模式时，流量产生控制模块可接收连接于该网络测试设备的管理端工作站发送的第二流量产生参数，并根据该参数生成前述第二流量产生指令。

7.如权利要求6所述的网络测试设备，其特征在于，前述的第二流量产生参数可包括有流量速率、数据封包内容及数据封包长度。

8.一种网络测试系统，其可利用权利要求1所述的网络测试设备进行网络仿真测试及流量测试，该网络测试系统包括有至少一管理端工作站、前述的网络测试设备及至少一与该网络测试设备相连接的被测试设备，该管理端工作站包括有一仿真测试控制模块及一流量产生参数设定模块，其特征在于，其中：

仿真测试控制模块，其可在所述的网络测试设备处于网络仿真测试作业模式时，设置网络仿真测试参数，网络测试设备的仿真处理模块接收网络仿真测试参数，根据该网络仿真测试参数选择仿真测试的网络仿真模型及网络协议，并生成第一流量产生指令以控制所述网络测试设备的流量产生，以对被测试设备，进行网络仿真测试；

流量产生参数设定模块，其当所述的网络测试设备处于流量产生器作业模式时，设置第二流量产生参数，并将其传送给网络测试设备，网络测试设备的流量产生控制模块接收该第二流量产生参数，并根据第二该流量产生参数产生流量以对被测试设备进行流量测试。

9.如权利要求8所述的网络测试系统，其特征在于，其中管理端工作站还包括有一网络模型设计模块用于设计网络仿真模型。

10.如权利要求9所述的网络测试系统，其特征在于，其中管理端工作站可将设计完毕的网络仿真模型传送给网络测试设备，网络测试设备将其存储于网络仿真模型库中。

11.如权利要求10所述的网络测试系统，其特征在于，其中仿真测试参数包括网络仿真模型、网络协议及第一流量产生参数。

12.如权利要求8所述的网络测试系统，其特征在于，其中第二流量产生参数可包括有流量速率、数据封包内容及数据封包长度。

13.如权利要求12所述的网络测试系统，其特征在于，其中管理端工作站可通过网络或直接与网络测试设备相连接。

14.一种网络测试方法，其可利用申请专利范围第1项所述的网络测试设备进行网络仿真测试及流量测试，其特征在于，其包括有如下的步骤：

(a)设置网络测试设备为网络仿真测试作业模式或者流量产生器作业模式；

(b)当网络测试设备设置为网络仿真测试作业模式时，可进行如下的步骤：

(b1)利用连接于网络测试设备的管理端工作站设置网络仿真测试参数，并将该网络仿真测试参数传送给网络测试设备；

(b2)网络测试设备的仿真处理模块接收网络仿真测试参数，并根据该网络测试参数选择网络仿真模型、网络协议及控制流量产生，以对被测试设备进行网络仿真测试；

(c)当网络测试设备设置为流量产生器作业模式时，可进行如下的步骤：

(c1)利用管理端工作站设置第二流量产生参数；

(c2)网络测试设备的流量产生控制模块接收该第二流量产生参数，并根据该第二流量产生参数产生流量对被测试设备进行流量测试。

15.如权利要求14所述的网络测试方法，其特征在于，其中步骤(b1)还包括有通过管理端工作站设计网络仿真模型，管理端工作站将设计完毕的网络仿真模型传送给网络测试设备，网络测试设备将其存储于网络仿真模型库中的步骤。

16.如权利要求15所述的网络测试方法，其特征在于，其中步骤(b1)网络仿真测试参数包括有网络仿真模型、网络协议及第一流量产生参数。

17.如权利要求14所述的网络测试方法，其特征在于，其中步骤(c1)的第二流量产生参数可包括有流量速率、数据封包内容及数据封包长度。

18.如权利要求17所述的网络测试系统，其特征在于，其中步骤(c2)，还包括有流量产生控制模块根据流量产生参数生成流量产生指令，网络测试设备的流量产生装置根据该流量产生指令产生流量的步骤。

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