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摘 要 信息时代，互联网的覆盖领域越来越高，且使用频率也相对较高，使得互联网已经成为人们生活中不可或缺的一部分。伴随着社会经济快速发展，人们生活水平逐年提高，对于互联网的服务要求也越来越高。为了适应用户需求，互联网提供商对于网络互连设备不断更新，以提高其应用价值。特别是目前电子商务盛行，推动着互联网用户上网络流量呈指数增长。这就为互联网技术性能提出了新的挑战。本论文针对网络互联设备的性能测试原理和实践应用进行探究。
关键词 网络互联设备；性能测试；原理；实践
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）02-0107-02
联网工程任务组（英文全称：Internet Engineering Task Force；简称“IETF”）成立于1985年底，发展至今，已经成为了全球互联网技术研究中最具权威的技术标准化组织。目前的国际互联网技术，绝大多数都出自IETF组织。该组织的主要工作任务是对于互联网相关技术规范进行研究、开发、制定。近些年来，IETF组织推出了一系列标准网络网络互联测试设备，其中所应用的常用术语包括网络互联设备基准术语（英文全称：Benchmarking Terminology for Network Interconnection Devices）和网络互联设备基准（测试）方法学（Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices），对于网络互联设备性能的测试方法予以了说明，并明确了测试报告格式。接受网络互联设备性能测试用户主要为设备的生产厂商和设别的评估机构。网络互联设备的生产厂商主要承担着设备的研究、开发工作，其需要对于所研制的设备进行系统性能测试；网络互联评估机构所使用的性能测试设备与厂家使用有所不同，其是对于网络的使用性能进行测试和评估，将这些测试结果提供给互联网用户。
1 测试系统的构成
测试系统主要包括三个组成部分，即被测试设备（英文全称：Device Under Test；简称“DUT”）、测试仪器（Tester）和监控设备（Monitor）。在测试的时候，系统与用户交互，所发挥的测试功能包括网络互联设备的流量测试，统计量测试、所产生的路由报文以及对报文的截取。其中的监控设备发挥的作用以控制为主，其是通过消息机制对于测试设备以有效控制，主要承担与用户之间所建立的交互责任，所涵盖的内容包括设定测试参、分析测试结果并显示出来。
从测试系统的构成上来看，各个测试接口连接到接受测试的路由器上，使用互联网相连。如果有多台测试仪参与测试，就需要连接监控机，网速超过100 M。在监控器的作用下，各个测试仪之间相互协调，如果相互之间间隔距离较远，则需要设置专用的测试通信通道。
2 测试系统的功能模块
1）测试系统的流量生成模块。
测试系统的流量生成模块是对于网络流量进行测试，单位“流”。其报文特征表现为：源端口和目的端口要相同，但是IP地址可以不同，如果报文的长度以及Qos属性相同，且协议域的值相同，就可以制定流量模型，并采用相同的填充模式。如果测试系统所采用的接口为千兆速率，对于流量的测试就无法使用软件来完成，此时，就需要启动硬件系统对流量测试。
2）测试系统的路由仿真模块。
测试系统的路由仿真模块是建立在OSPF协议的基础上的，主要实现的功能在于通过性能测试对报文流量随时更新；接受测试的路由器会有路由表生成。虽然路由表的设置，用户可以手工完成，但是，由于数目较大，用户操作非常困难，而且缺乏准确率。在测试系统中建立路由仿真模块，就可以对路由表实时更新，并设置到接受测试的路由器中，使得测试设备的配置工作更为简便。
3）测试系统的延迟测量模块。
测试系统的延迟测量模块主要用于支持延迟测量。对报文的测试中，用于记录报文离开以及发送到端口的测试时间为“时间戳”。为了能够更好地维护时间的准确性，需要对于时间精度的测试有所延迟，大约为lOO纳秒。
4）测试系统的报文丢失测量模块。
如果在测试的过程中出现报文丢失或者顺序紊乱，就要使用多个相同的部件处理报文的问题。在网络设备中，对于报文丢失的处理，可以使用一个高速部件来完成。但是在具体应用中，为了降低成本，也可以使用多个低速部件可以达到同样的效果。但是，在多个部件并行的情况下，内部的数据通路由很多，会导致报文检测过程中出现“乱序”现象。
5）测试系统的测试连接模型。
由于测试接口会有多个“流”生成，这就需要制定流量生成方案，相对应地，构成多个不同的测试连接模型。每一个端口都要对应一个模拟的路由器，以利于主机所产生的流量经由路由器传送到接受性能测试的设备端口。在实际的网络中，每一个接口连接一个网络设备，那么，如果测试接口为“点到点”的连接模式，就要选择“间接连接”的测试模型。如果为广播类型的测试接口，可在测试模型的选择上，既可以选择“直接连接”的测试模型，也可以选择“间接连接”的测试模型。两者的差别在于，“间接连接”模型的测试地址为虚拟路由器的MAC地址；“直接连接”模型则每个源IP地址与源MAC地址相对应，这样做是基于源MAC地址不同，“流”的源IP地址也会发生变化。本次研究中所采用的测试系统选择“间接连接”模型。
3 网络互连设备的性能测试实践
本次研究中所使用的测试系统为Ciscol2000路由器，对于其网络互联设备的性能测试中的信息转发能力进行测试。性能测试的过程中，设置网络互联测试接口为2000兆。出于单纯的系统性能测试考虑，本次系统测试中所采用的发送模式为“线性”发送。测试时间延续15秒钟，每一个阶段的测试所使用的报文长度都会有所不同。测试结果如表。
从测试结果显示，报文长度为64字节的时候，容易出现大量的报文丢失，导致延迟性能急剧下降。
4 结论
综上所述，互联网的普及，使网络互联设备的性能测试成为了确保互联网顺利运营的重要保障。在网络互连设备性能测试中，性能指标和测试环境是重要的测试条件。本论文基于网络互联设备的使用背景，对性能测试原理进行介绍，并辅以测试实践，说明对网络性能的有效测试，网络互联设备的性能测试是起点。对于设备性能加以描述，可以更好地理解设备性能，以利于网络设备实践运行中，提高性能测试水平。
参考文献
[1]葛鹏.以太网互联设备测试[J].电信网技术，2005（04）.
[2]向阳.lP网络设备的性能测试[J].电信网技术，2007（08）.
[3]Jon C.R.Bennett.et a1. Packet reordering is not pathological network behavior [J].IEEE/ACM Tran.， action on Networking，1999（07）.
[4]Laura A.Chappell，Ed Tittel等.马海军，吴华，等译.TCP/IP协议原理与应用[M].清华大学出版社，2005.
[5]陈宁穗.关于数据库连接技术ODBC（Open Database Connectivity）的探讨[J].科技信息，2010（21）.
[6]Vern Paxson. End-to-End internet packet dynamics [J]. IEEE，ACM Transaction on Networking，1999.7（03）.
[7]W.Richard Stevens，Bill Fenner，等.UNIX網络编程第1卷：套接口API[M].清华大学出版社，2004.
[8]Bradner S.Benchmarking methodology for network interconnect devices[S].RFC2544，1999.
关键词 网络互联设备；性能测试；原理；实践
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）02-0107-02
联网工程任务组（英文全称：Internet Engineering Task Force；简称“IETF”）成立于1985年底，发展至今，已经成为了全球互联网技术研究中最具权威的技术标准化组织。目前的国际互联网技术，绝大多数都出自IETF组织。该组织的主要工作任务是对于互联网相关技术规范进行研究、开发、制定。近些年来，IETF组织推出了一系列标准网络网络互联测试设备，其中所应用的常用术语包括网络互联设备基准术语（英文全称：Benchmarking Terminology for Network Interconnection Devices）和网络互联设备基准（测试）方法学（Benchmarking Methodology for Network Interconnect Devices），对于网络互联设备性能的测试方法予以了说明，并明确了测试报告格式。接受网络互联设备性能测试用户主要为设备的生产厂商和设别的评估机构。网络互联设备的生产厂商主要承担着设备的研究、开发工作，其需要对于所研制的设备进行系统性能测试；网络互联评估机构所使用的性能测试设备与厂家使用有所不同，其是对于网络的使用性能进行测试和评估，将这些测试结果提供给互联网用户。
1 测试系统的构成
测试系统主要包括三个组成部分，即被测试设备（英文全称：Device Under Test；简称“DUT”）、测试仪器（Tester）和监控设备（Monitor）。在测试的时候，系统与用户交互，所发挥的测试功能包括网络互联设备的流量测试，统计量测试、所产生的路由报文以及对报文的截取。其中的监控设备发挥的作用以控制为主，其是通过消息机制对于测试设备以有效控制，主要承担与用户之间所建立的交互责任，所涵盖的内容包括设定测试参、分析测试结果并显示出来。
从测试系统的构成上来看，各个测试接口连接到接受测试的路由器上，使用互联网相连。如果有多台测试仪参与测试，就需要连接监控机，网速超过100 M。在监控器的作用下，各个测试仪之间相互协调，如果相互之间间隔距离较远，则需要设置专用的测试通信通道。
2 测试系统的功能模块
1）测试系统的流量生成模块。
测试系统的流量生成模块是对于网络流量进行测试，单位“流”。其报文特征表现为：源端口和目的端口要相同，但是IP地址可以不同，如果报文的长度以及Qos属性相同，且协议域的值相同，就可以制定流量模型，并采用相同的填充模式。如果测试系统所采用的接口为千兆速率，对于流量的测试就无法使用软件来完成，此时，就需要启动硬件系统对流量测试。
2）测试系统的路由仿真模块。
测试系统的路由仿真模块是建立在OSPF协议的基础上的，主要实现的功能在于通过性能测试对报文流量随时更新；接受测试的路由器会有路由表生成。虽然路由表的设置，用户可以手工完成，但是，由于数目较大，用户操作非常困难，而且缺乏准确率。在测试系统中建立路由仿真模块，就可以对路由表实时更新，并设置到接受测试的路由器中，使得测试设备的配置工作更为简便。
3）测试系统的延迟测量模块。
测试系统的延迟测量模块主要用于支持延迟测量。对报文的测试中，用于记录报文离开以及发送到端口的测试时间为“时间戳”。为了能够更好地维护时间的准确性，需要对于时间精度的测试有所延迟，大约为lOO纳秒。
4）测试系统的报文丢失测量模块。
如果在测试的过程中出现报文丢失或者顺序紊乱，就要使用多个相同的部件处理报文的问题。在网络设备中，对于报文丢失的处理，可以使用一个高速部件来完成。但是在具体应用中，为了降低成本，也可以使用多个低速部件可以达到同样的效果。但是，在多个部件并行的情况下，内部的数据通路由很多，会导致报文检测过程中出现“乱序”现象。
5）测试系统的测试连接模型。
由于测试接口会有多个“流”生成，这就需要制定流量生成方案，相对应地，构成多个不同的测试连接模型。每一个端口都要对应一个模拟的路由器，以利于主机所产生的流量经由路由器传送到接受性能测试的设备端口。在实际的网络中，每一个接口连接一个网络设备，那么，如果测试接口为“点到点”的连接模式，就要选择“间接连接”的测试模型。如果为广播类型的测试接口，可在测试模型的选择上，既可以选择“直接连接”的测试模型，也可以选择“间接连接”的测试模型。两者的差别在于，“间接连接”模型的测试地址为虚拟路由器的MAC地址；“直接连接”模型则每个源IP地址与源MAC地址相对应，这样做是基于源MAC地址不同，“流”的源IP地址也会发生变化。本次研究中所采用的测试系统选择“间接连接”模型。
3 网络互连设备的性能测试实践
本次研究中所使用的测试系统为Ciscol2000路由器，对于其网络互联设备的性能测试中的信息转发能力进行测试。性能测试的过程中，设置网络互联测试接口为2000兆。出于单纯的系统性能测试考虑，本次系统测试中所采用的发送模式为“线性”发送。测试时间延续15秒钟，每一个阶段的测试所使用的报文长度都会有所不同。测试结果如表。
从测试结果显示，报文长度为64字节的时候，容易出现大量的报文丢失，导致延迟性能急剧下降。
4 结论
综上所述，互联网的普及，使网络互联设备的性能测试成为了确保互联网顺利运营的重要保障。在网络互连设备性能测试中，性能指标和测试环境是重要的测试条件。本论文基于网络互联设备的使用背景，对性能测试原理进行介绍，并辅以测试实践，说明对网络性能的有效测试，网络互联设备的性能测试是起点。对于设备性能加以描述，可以更好地理解设备性能，以利于网络设备实践运行中，提高性能测试水平。
参考文献
[1]葛鹏.以太网互联设备测试[J].电信网技术，2005（04）.
[2]向阳.lP网络设备的性能测试[J].电信网技术，2007（08）.
[3]Jon C.R.Bennett.et a1. Packet reordering is not pathological network behavior [J].IEEE/ACM Tran.， action on Networking，1999（07）.
[4]Laura A.Chappell，Ed Tittel等.马海军，吴华，等译.TCP/IP协议原理与应用[M].清华大学出版社，2005.
[5]陈宁穗.关于数据库连接技术ODBC（Open Database Connectivity）的探讨[J].科技信息，2010（21）.
[6]Vern Paxson. End-to-End internet packet dynamics [J]. IEEE，ACM Transaction on Networking，1999.7（03）.
[7]W.Richard Stevens，Bill Fenner，等.UNIX網络编程第1卷：套接口API[M].清华大学出版社，2004.
[8]Bradner S.Benchmarking methodology for network interconnect devices[S].RFC2544，1999.