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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Test einer Routingeinrichtung
in einer von einem Telekommunikationsnetz isolierten Testumgebung
sowie ein Testsystem.
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Vor
der Installation einer neuen Routingeinrichtung in ein operationelles
Netz sind häufig
Testkampagnen notwendig, sowohl bei einem Auswechseln einer Einrichtung
als auch bei der Installation einer neuen Einrichtung.
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Üblicherweise
werden die zu testenden Routingeinrichtungen, auch "DUT" (im Englischen "Device Under Test") genannt, meist
in einer vom operationellen Netz isolierten Testumgebung angeordnet, die
eine reduzierte Anzahl weiterer Einrichtungen aufweist, die ein
operationelles Netz so genau wie möglich reproduzieren sollen.
Die isolierte Testumgebung oder das isolierte Testsystem ermöglicht es,
unter Berücksichtigung
der Hardware- und Software-Konfiguration
der DUT sowie ihres Standorts in der Topologie des operationellen
Netzes Tests durchzuführen.
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Die üblichen
Testverfahren und Testumgebungen ermöglichen es, die Protokollkonformität der DUT,
d.h. ihre Übereinstimmung
mit den im operationellen Netz geltenden Normen und Standards, und ihre
Interoperabilität,
d.h. ihre Kompatibilität
mit den anderen bereits vorhandenen Einrichtungen, zu testen.
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Die
Leistungen der DUT, und insbesondere die Protokoll-Leistungen des Ursprungsprogramms des
Herstellers, d.h. die Leistungen des Softwarekerns der DUT, bezüglich der
Verwaltung eines gegebenen Protokolls, werden nur teilweise getestet,
da die Testumgebung nicht die reale Protokoll-Aktivität des operationellen
Netzes reflektiert.
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Die
schnelle Zunahme des Verkehrs auf den Telekommunikationsnetzen sowie
die Entwicklung neuer Routing-Protokolle, die fortgeschrittene Funktionen
verwenden, welche grobe Kapazitäten
erfordern, machen eine vorhergehende Kenntnis der Protokoll-Leistungen
für eine
DUT immer entscheidender.
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Die
Druckschrift
US 67282141 beschreibt
ein System gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 10.
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Ziel
der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Testumgebung oder ein
Testsystem zu definieren, die es ermöglichen, einen wirksamen Test
der Protokoll-Leistungen
einer Routingeinrichtung zu erhalten.
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Zu
diesem Zweck hat die Erfindung das durch den Anspruch 1 definierte
Verfahren zum Gegenstand.
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Dieses
Testverfahren ermöglicht
es, die Routingeinrichtung in einer Situation zu testen, die im
wesentlichen einer Situation in einem operationellen Netz entspricht,
um eine signifikante Aufstellung ihrer Protokoll-Leistungen zu erhalten.
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Weitere
Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind in den von Anspruch 1 abhängenden Ansprüchen definiert.
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Die
Erfindung betrifft ebenfalls ein Testsystem einer Routingeinrichtung
gemäß Anspruch
11.
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Die
Erfindung wird besser verstanden anhand der nachfolgenden Beschreibung,
die nur als Beispiel dient und sich auf die beiliegenden Zeichnungen
bezieht. Es zeigen:
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1 ein
Schaltbild eines operationellen Netzes, in dem Daten gesammelt werden;
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2 ein
Organigramm des erfindungsgemäßen Verfahrens;
und
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3 das
erfindungsgemäße Testsystem.
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Das
in 1 gezeigte operationelle Telekommunikationsnetz 2 weist
eine gewisse Anzahl von Routingeinrichtungen auf, die allgemein
mit dem Bezugszeichen 4 und speziell mit den Bezugszeichen 41 bis 4N bezeichnet
sind.
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Jede
Routingeinrichtung 4 ist mit einer variablen Anzahl von
anderen Routingeinrichtungen verbunden, um Informationsübertragungs-Routen
oder -Wege zu bestimmen.
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Manche
dieser Routingeinrichtungen sind Einrichtungen, die ausgelegt sind,
um Interdomain-Routingprotokolle (im Englischen "Exterior Gateway Protocol") und/oder Inteadomain-Routingprotokolle
(im Englischen "Interior
Gateway Protocol")
zu verwalten.
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Das
Protokoll BGP4 (im Englischen "Border Gateway
Protocol", Version
4) ist ein Routingprotokoll der Familie der Interdomain-Routingprotokolle. Dieses
Protokoll wird verbunden genannt, d.h., dass es den Aufbau von Sessions
zwischen den Routingeinrichtungen erfordert. Je mehr Routingeinrichtungen
ein Netz aufweist, desto größer ist
die Anzahl von Sessions. Eine Optimierung des Protokolls BGP4 besteht
darin, manchen Einrichtungen, die als Eingang für eine bestimmte Anzahl von
anderen Einrichtungen dienen, die Funktion des Routenreflektors (im
Englischen "Route
Reflector") hinzuzufügen, um die
Anzahl von Verbindungen zu verringern. Folglich sind diese Routenreflektoren
entscheidende Einrichtungen.
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Im
Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind Einrichtungen 6 zum Sammeln von Routinginformationen,
die auf dem Netz 2 übermittelt
werden, mit einem Knoten verbunden, der von einer gegebenen Routingeinrichtung 4i gebildet wird. Diese Sammeleinrichtungen 6 sind
ebenfalls mit einer Datenbasis 8 verbunden.
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In
der beschriebenen Ausführungsform
werden die Datensammeleinrichtungen 6 mit Hilfe eines Überwachungswerkzeugs
erhalten, das unter dem Handelsnamen "SCEPTRE" bekannt ist und ein Beobachtungsverfahren
eines Kommunikationsnetzes anwendet, wie es in der französischen
Patentanmeldung definiert ist, die unter der Nr. 2 834 848 am 18. Juli
2003 veröffentlicht
wurde. Die Anwendung dieses Verfahrens wird unter Bezugnahme auf 2 genauer
beschrieben werden.
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In 2 ist
ein Organigramm des erfindungsgemäßen Verfahrens, und genauer
des Teils des Testverfahrens dargestellt, das dem Test der Protokoll-Leistungen
einer "DUT" (englisch: "Device Under Test") genannten Routingeinrichtung
entspricht.
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Das
beschriebene Verfahren entspricht also dem Test der Leistungen einer
DUT bezüglich
eines gegebenen Protokolls; die Aspekte der Konformität mit den
geltenden Normen und die Interoperabilität mit den bereits vorhandenen
Einrichtungen sowie die Entwicklungsfähigkeit der DUT können außerdem mit
Hilfe von bekannten Verfahren getestet werden, die frei mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren
kombiniert werden.
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In
der beschriebenen Ausführungsform
ist das gewählte
Protokoll das Protokoll BGP Version 4 (englisch: "Border Gateway Protocol"), das ein Interdomain-Routingprotokoll
{englisch: "Exterior
Gateway Protocol")
ist, von dem eine vollständige
Beschreibung auf der Internetseite von "Internet Engineering Task Force" gefunden werden
kann.
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Das
Protokoll BGP4 wird wegen seiner großen Komplexität ausgewählt, wobei
seine Verwaltung große
Ressourcen bezüglich
des Rechners und des Speichers der Routingeinrichtung erfordert.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
beginnt mit einem Schritt 10 des Sammelns von Daten am Knoten 4i des operationellen Netzes 2.
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Dieser
Schritt 10 enthält
einen Unterschritt 12 der Positionierung der Sammelmittel 6 am
Knoten 4i , deren Merkmale ähnlich denen
der Position sind, für
die die DUT bestimmt ist, insbesondere bezüglich der Verkehrsbelastung.
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Auf
diesen Unterschritt 12 folgen ein Unterschritt 14 der
Kopie von im operationellen Netz 2 übermittelten Datenpaketen in
Höhe des
Knotens 4i und ein Unterschritt 16 der
Auswahl derjenigen Datenpakete aus den kopierten Datenpaketen, die
dem Protokoll BGP4 entsprechen.
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Es
sind verschiedene Ausführungsformen der
Unterschritte 14 und 16 im Stand der Technik bekannt,
und insbesondere aus der französischen
Patentanmeldung, die unter der Nr. 2 834 848 am 18. Juli 2003 veröffentlicht
wurde. Insbesondere beschreibt in dieser veröffentlichten Anmeldung der
Teil von Seite 7, Zeile 20 bis Seite 12,
Zeile 9 ein Verfahren des Sammelns von Informationen in
einem Netz, dessen Prinzip nachfolgend erläutert wird.
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Alle
Datenpakete, die von der Routingeinrichtung 4i verarbeitet
werden sollen, gehen durch eine Steuereinheit dieser Einrichtung.
Sie werden, dann in Abhängigkeit
von vorbestimmten Kriterien gefiltert und kopiert, wenn sie diesen
Kriterien entsprechen, wobei eines dieser Kriterien die Art des
für die Übertragung
dieser Daten verwendeten Protokolls sein kann.
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Die
Unterschritte 14 und 16 ermöglichten es so, aus dem Verkehr
auf dem Netz 2 alle Datenpakete zu entnehmen, die gemäß dem Protokoll
BGP4 übermittelt
werden, jedoch ohne mit dem Betrieb des Netzes zu interferieren.
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Die
Datenpakete gemäß dem Protokoll BGP4
werden bei ihrer Verarbeitung durch die Einrichtung 4i erfasst und kopiert, ohne entnommen
zu werden.
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Der
Sammelvorgang ist also aus der Sicht des Netzes 2 transparent.
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Nach
dem Schritt 10 werden alle im operationellen Netz 2 in
Höhe des
Knotens 4i übermittelten und das Protokoll
BGP nutzenden Daten von den Sammler-Einrichtungen 6 kopiert.
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Vorteilhafterweise
ermöglicht
der Unterschritt 14 des Kopierens ebenfalls die Kopie von
jedem Datenpaket zugeordneten Zeit- und Datumsinformationen, um
die Zeitfolge der Austauschvorgänge
dieser Datenpakete zwischen den verschiedenen Einrichtungen des
operationellen Netzes 2 beibehalten zu können.
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Diese
gesammelten Datenpakete werden anschließend in einem Schritt 20 in
der Datenbasis 8 gespeichert.
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Wenn
während
des Unterschritts 14 die Zeit- und Datumsinformationen
ebenfalls von den Sammeleinrichtungen 6 kopiert wurden,
werden diese Zeit- und Datumsinformationen in der Datenbasis 8 gespeichert.
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Das
Verfahren weist anschließend
einen Schritt 30 der Veränderung der gesammelten Datenpakete
auf.
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In
der beschriebenen Ausführungsform
weist dieser Schritt 30 einen Unterschritt 32 des
Reinigens der Datenpakete auf, um insbesondere bestimmte Ausführungsfelder
zu entfernen, die im Rahmen des durchgeführten Tests unnötig sind,
wie zum Beispiel bei einem Protokoll-Leistungstest für das Protokoll BGP4
die Felder "Withdrawn" oder die Attribute "MP-UNREACH-NLRI".
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Der
Schritt 30 der Veränderung
enthält
einen Unterschritt 34 des Austauschens, in den gesammelten
Datenpaketen, der Identifikationsdaten der ursprünglichen Sender und Empfänger der
Pakete durch Identifikationsdaten von Sendern und Empfängern der
Testumgebung.
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Im
operationellen Netz 2 interveniert nämlich eine große Anzahl
von Einrichtungen, was zu einer Vervielfachung der Sender und der
Empfänger
von Paketen führt,
die im Rahmen der Testumgebung nicht reproduzierbar ist.
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Dieser
Unterschritt 34 des Austauschens entspricht zum Beispiel
der Umgruppierung mehrerer Identifikationen von ursprünglichen
Empfängern
und Sendern in jeder Empfänger-
und Senderkennung der Testumgebung.
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Genauer
entspricht im Rahmen des Protokolls BGP4 dieser Unterschritt 44 der
Umgruppierung der "BGP-UPDATE"-Pakete in Abhängigkeit vom Sender des Pakets
unter Verwendung der Attribute "ORIGINATOR-ID" und/oder "NEXT HOP" als Diskriminante.
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Vorteilhafterweise
weist der Schritt 30 der Veränderung ebenfalls weitere Unterschritte
der Veränderung
der gesammelten Datenpakete auf, um verschiedene Situationen zu
simulieren. Zum Beispiel enthält
der Schritt 30 einen Unterschritt 36 der Veränderung
des Inhalts der Attribute der in den Datenpaketen vorhandenen Funktionen,
um Datenpakete zu haben, die diese verschiedenen Funktionen in einem
Maximum von unterschiedlichen Situationen enthalten.
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Im
Rahmen des Protokolls BPG4 sind die Attribute, deren Werte im Laufe
dieses Unterschritts 36 verändert werden, zum Beispiel
die Attribute "AS-PATH", "NEXT-HOP" und "CLUSTER-LIST".
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In
der beschriebenen Ausführungsform
weist der Schritt 30 der Veränderung ebenfalls einen Unterschritt 38 des
Hinzufügens
von Datenpaketen auf, um zusätzliche
Elemente bezüglich
der im operationellen Netz 2 gesammelten Datenpakete einzuführen, wie
zum Beispiel Datenpakete, die von virtuellen zusätzlichen Einrichtungen kommen.
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Schließlich weist
der Schritt 30 einen Unterschritt 40 der Veränderung
der Zeit- und Datumsinformationen der Datenpakete auf, um die Zeitfolge
der Übertragung
dieser Datenpakete zu ändern,
um sie zu beschleunigen oder zu verlangsamen.
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Am
Ende des Schritts 30 liefert das Verfahren also Datenpakete,
die im operationellen Netz 2 gesammelt und verändert wurden,
um für
die Testumgebung konfiguriert zu werden, und vorteilhafterweise,
um einen großen
Bereich von Protokoll-Ereignissen abzudecken.
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Die
gesammelten und veränderten
Datenpakete werden anschließend
in der Datenbasis 8 in einem Schritt 42 gespeichert.
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Das
Verfahren weist dann einen Schritt 50 des Tests der Routingeinrichtung
DUT auf.
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In
der beschriebenen Ausführungsform
beginnt dieser Testschritt 50 mit einem Unterschritt 52 der
Konfiguration der Testumgebung.
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Das
Protokoll BGP4 ist nämlich
ein "verbundenes" Protokoll, wobei
die verschiedenen Empfänger
und Sender innerhalb von zwischen einem Sender und einem Empfänger, die über eine
Routingeinrichtung identifiziert werden, eröffneten Sessions kommunizieren
müssen.
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Während dieses
Unterschritts 52 ist es also notwendig, zwischen den verschiedenen
Einrichtungen der Testumgebung Sessions anzuordnen, um die Test-Topologie
zu erzeugen, indem es jeder Einrichtung ermöglicht wird, mehrere Sende-
und Empfangsfunktionen zu erfüllen.
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Auf
den Unterschritt 52 folgt ein Unterschritt 54 der
Verteilung der gesammelten und veränderten Datenpakete zwischen
den verschiedenen Einrichtungen der Testumgebung, wobei jedes Datenpaket seinem
Sender zugeordnet wird, wie er nach dem Unterschritt 34 definiert
ist.
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Schließlich weist
der Schritt 50 einen Unterschritt 56 des Routens
der gesammelten veränderten Datenpakete
durch die Einrichtung DUT in der isolierten Testumgebung auf.
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Dieser
Unterschritt 56 entspricht der Durchführung der Übertragung der verschiedenen
Datenpakete durch jede der Einrichtungen in Abhängigkeit von den Empfängerinformationen
und vorteilhafterweise den zugeordneten Zeit- und Datumsinformationen.
Dieser Unterschritt 56 ermöglicht es so, die DUT in eine
Testsituation zu bringen, die für
eine reale Situation repräsentativ
ist. Vorteilhafterweise wurde die Situation, der die DUT ausgesetzt
wird, verändert,
um eine große
Anzahl von Funktionen und eine mögliche
Zunahme der Belastung des Netzverkehrs abzudecken, um die Protokoll-Leistungen
der DUT bezüglich
eines Netzknotens in Abhängigkeit
von der aktuellen und realen Belastung dieses Knotens und ebenfalls
in Abhängigkeit
von einer im Vergleich mit der aktuellen Situation veränderten
Belastung abschätzen
zu können.
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Schließlich weist
das erfindungsgemäße Verfahren
einen Schritt 60 des Sammelns von Messdaten von Protokoll-Leistungen der DUT
auf, der in klassischer Weise durchgeführt wird, um insbesondere die
Belegung der Speicher, die Belastung der Recheneinheit, die Konvergenzzeit
und andere Merkmale der DUT zu bestimmen.
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Ein
solches Testverfahren ist besonders geeignet für Routingeinrichtungen, die
dazu bestimmt sind, eine Funktion als Routenreflektor im Protokoll BGP4
zu gewährleisten.
Tatsächlich
dienen diese Einrichtungen als Eingang für mehrere Routingeinrichtungen
und nehmen einen strategischen Platz in der Topologie BGP4 des Netzes
ein, so dass ihre Protokoll-Leistungen entscheidend sind.
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Ein
solches Verfahren ist ebenfalls geeignet, um Router zu testen, die
eine große
Anzahl von Routen verwalten müssen,
wie die Router, die eine Erweiterung vom Typ "MP-BGP" verwenden, aufgrund der großen Entwicklung
der Anzahl von Routen vom Typ VPN-IPv4.
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Natürlich sind
auch andere Varianten der Erfindung möglich.
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Insbesondere
kann die Erfindung bei anderen Protokollen angewendet werden, wie
zum Beispiel "IGP"- oder "MULTICAST"-Protokolle, und
insbesondere bei nicht-verbundenen
Protokollen, die "BROADCAST-Protokolle" genannt werden und
das Senden und Empfangen von Informationen unabhängig vom vorherigen Aufbau
von Sessions erlauben, so dass bei einer solchen Ausführungsform
der Unterschritt 52 nicht ausgeführt wird.
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Wenn
die DUT dazu bestimmt ist, eine existierende Einrichtung zu ersetzen,
wird der Sammelschritt 10 direkt an der zu ersetzenden
Einrichtung durchgeführt.
Im Fall einer Erweiterung des Netzes wird der Sammelknoten im Unterschritt 12 so
gewählt,
dass er für
die zukünftige
Belastung der Einrichtung repräsentativ
ist.
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Außerdem kann
der Sammelschritt 10 bei einem oder mehreren Protokollen,
und ggf. bei der Gesamtheit der auf dem Netz übermittelten Protokolldatenpaketen,
durchgeführt
werden, wobei die Unterschritte 14 und 16 dementsprechend
angepasst werden.
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Außerdem können andere
Sammelmittel als die beschriebenen verwendet werden, und ihre Ausführung kann
verschiedene Arten von Einrichtungen und Protokollen einsetzen.
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In
einer Variante werden die im Schritt 10 gesammelten Daten
direkt in Echtzeit verarbeitet, wodurch die Schritte 20 und 42 der
Zwischenspeicherung unnötig
werden.
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In
Abhängigkeit
von dem oder den ausgewählten
Protokoll(en) kann der Verarbeitungsschritt 30 zusätzliche
Unterschritte oder nicht alle beschriebenen Unterschritte enthalten.
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Insbesondere
kann jeder der Unterschritte 32 des Reinigens, 36 der
Veränderung, 38 der
Hinzufügung,
und 40 der Veränderung
der Zeit- und Datumsinformationen weggelassen werden, ohne die Wirksamkeit
und die Anwendung des Verfahrens zu beeinflussen.
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In
einer Variante betrifft der Test die Ausführung einer gegebenen Funktion
durch die DUT, so dass diese Ausführung oder Nicht-Ausführung das Ergebnis
des Tests bildet und sich zum Beispiel im Anhalten der DUT äußert, wodurch
der Schritt 60 unnötig
wird.
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Schließlich weist
in einer weiteren Variante die isolierte Testumgebung eine begrenzte
Anzahl von Einrichtungen auf, die mit der DUT verbunden sind und
die Aufgabe haben, die Datenpakete zu übertragen, so dass der Unterschritt 54 weggelassen werden
kann.
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In 3 ist
ein Testsystem 80 dargestellt, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren
eingesetzt wird.
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Dieses
Testumgebungssystem 80 enthält die zu testende Routingeinrichtung
DUT, mit der eine bestimmte Anzahl von Einrichtungen 90 der
Simulation eines Netzes verbunden sind. Jede Einrichtung 90 ist mit
der DUT über
eine reale und eine oder mehrere virtuelle Verbindungen verbunden.
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Insbesondere
im Rahmen der am Protokoll BGP4 durchgeführten Tests der Protokoll-Leistungen ist
jede Einrichtung 90 über
mehrere virtuelle Verbindungen mit der DUT verbunden, wobei jede
virtuelle Verbindung einer zwischen einer Einrichtung 90 und der
DUT eröffneten
Session entspricht.
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Die
Gesamtheit der Einrichtungen 90 und der DUT bilden so ein
Netz, dessen Topologie reduziert ist, das es aber ermöglicht,
als Träger
für die
Simulation des operationellen Netzes 2 zu dienen.
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Die
Gesamtheit der Einrichtungen 90 und der DUT werden von
einer Steuereinheit 92 überprüft, die die
Aufgabe hat, die jeweiligen Funktionen und Zuteilungen zu bestimmen,
die Steuereinheit ist mit der Datenbasis 8 verbunden, die
die gesammelten und veränderten
Datenpakete enthält,
die verwendet werden, um die Aktivität des operationellen Netzes 2 zu simulieren.
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Schließlich ist
die DUT mit Einrichtungen r zum Messen dieser Protokoll-Leistungen
verbunden, die in klassischer Weise durchgeführt werden.
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Im
Betrieb gewährleistet
die Steuereinheit 92 die Konfiguration des Netzes der Testumgebung 80 durch
die Anwendung des Schritts 52, um die virtuellen Verbindungen
zwischen der DUT und den Einrichtungen 90 zu erzeugen,
die zur Unterstützung
der Sessions BGP4 notwendig sind. Die Steuereinheit 92 verwendet
anschließend
die Datenpakete der Datenbasis 8, die den Datenpaketen
entsprechen, die gemäß dem Schritt 10 des
erfindungsgemäßen Verfahrens
gesammelt und gemäß dem Schritt 30 verändert wurden.
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Die
Datenpakete sind so auf die verschiedenen Einrichtungen 90 aufgeteilt,
dass jede Einrichtung über
alle Datenpakete verfügt,
die sie über
die DUT zu anderen Einrichtungen 90 senden soll. Diese Verteilung
entspricht der Anwendung des Schritts 54 des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Schließlich initiiert
die Steuereinheit 92 den Schritt 56 des Routens
der Datenpakete durch die DUT, indem sie für jede der Einrichtungen 90 die
Ausführung
des Sendens der Datenpakete steuert, die ihr zugeteilt wurden.
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Während dieser
ganzen Betriebsphase führen
die Messeinrichtungen 94 Leistungsablesungen der DUT gemäß dem Schritt 60 durch.
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Natürlich können verschiedene
Varianten von Architekturen in Betracht gezogen werden. Insbesondere
kann jede der Einrichtungen 90 einen direkten Zugriff auf
die Datenbasis 8 haben, um aus dieser die Datenpakete zu
entnehmen, die sie senden soll.