专利名称：一种数据通信网协议分析测试方法及测试设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及光网络技术领域，尤其涉及一种数据通信网协议分析测试方法及测试设备。随着智能光网络及光网络MSTP(Multi-Service Transport Platform多业务传送平台)设备的快速发展，设备的网管信息和智能特性信息等信息的可靠传送尤为重要。目前这些信息很多均通过光网络设备的SDH(Synchronous Digital Hierarchy同步数字体系)的DCC(Data Communication Channels数据通信通道)来承载(D1~D3一般承载网管信息，192kbit/s；D4~D12一般承载更高管理能力要求的场合，如智能特性信息、透穿第三方网管信息等，576kbit/s)。此种方式无需增加额外的DCN(DataCommunication Network数据通信网)通道、成本低，应用方便、受业务影响较小。
当信息由DCC承载时，除了要求DCC物理层工作可靠外，设备在链路层和网络层也采取了相关多种协议保证信息可靠传递，如HDLC(High-level Data Link Control高级数据链路控制协议)/PPP(Point-to-Point protocol点到点协议)OVER DCC，IP(Internet Protocol互联网协议)OVER DCC，OSI(Open System Interconnection开发系统互连)OVER DCC等。另外，随着网管信息、智能特性信息和控制信息的增多，标准SDH的DCC通道带宽可能不够，需要扩展DCC通道，即采用标准SDH的SOH(SDHSection Overhead段开销)中没有定义的字节通道来传送相关控制信息。
图1是STM-N SDH帧的结构示意图，段开销占9×9×N列(字节)，其中，段开销包括再生段开销、管理单元指针和复用段开销；高阶通道开销和STM-N净荷一起占9×261×N列(字节)。图2是STM-1段开销的结构示意图，每一小格表示一个字节，所有未标注字节保留为将来国际标准使用，“×”表示保留为国内使用的字节，“*”表示未扰码字节，“△”表示与传输媒体有关的字节。上述的扩展DCC通道，就是采用段开销中没有定义的字节(包括未标注字节、“×”字节、“*”字节、“△”字节等)通道来传送相关控制信息。
图3是现有技术的SDH协议分析测试设备与光网络设备的连接示意图，传送网中的各个光网络设备(某一方网络设备、第三方网络设备)之间都通过数据通信通道(DCC)相互通信，SDH协议分析设备与某一方网络设备通过光纤连接，现有的SDH协议分析测试设备包括光/电和电/光转换模块、SDH帧处理器、可编程器件和CPU控制单元。SDH协议分析测试设备对SDH的DCC通道或扩展DCC通道承载的信息进行处理时，光/电和电/光转换模块把传送网中的光信号转换为电信号，SDH帧处理器对SDH帧进行处理，把提取出来的SOH/POH(Path Overhead通道开销)信息放在可编程器件的寄存器里(或专用ASIC指定的一组寄存器里)，之后由CPU控制单元读取并对SOH/POH信息进行协议分析。
目前部分商用SDH协议分析测试设备能对SDH SOH通道信息进行捕捉，包括DCC通道(D1~D3、D4~D12)等，有些测试设备只能是对单一64kbit/s通道的信息进行捕捉，也有些测试设备能对多个64kbit/s通道的信息同时捕捉，但不管采用何种捕捉方式，捕获到的信息量均只有几十或几百个字节，信息量均很小，只能对一些简单的协议进行分析，如K1、K2字节N帧过滤功能(如N＝3)，S1字节N帧过滤功能(如N＝8)，SOH物理层传送简单可靠性测试等，无法对较复杂的DCC通道承载的信息进行协议分析(比如HDLC/PPP OVER DCC、IP OVER DCC等)。当在不同网元的接口、尤其是在跨第三方网元的接口处出现对接异常时，对双方承载的协议进行分析以便尽快解决问题就显得尤为重要，而上述SDH SOH数据捕捉方式因数据量太少(很多时候比一个基本的数据包长度还短)无法及时对协议进行分析，不利于解决出现的对接异常的问题。本发明要解决的技术问题是提供一种数据通信网协议分析测试方法及测试设备，能够增加信息的捕获量，有利于对协议进行分析。
本发明是通过下面的技术方案来实现的一种数据通信网协议分析测试方法，包括以下步骤101、可编程器件把数据通信网协议信息写入到存储器中，并根据存储器的存储空间状态或根据可编程器件上预设的工作时间状态，给CPU控制单元送出读取存储器存储内容的信号；102、CPU读取并分析处理所述存储器存储的数据通信网协议信息。
所述步骤101还包括将所述存储器划分为至少两个逻辑上和/或物理上相互独立的存储区域。
步骤101具体包括可编程器件把数据通信网协议信息写入到存储器中，当任一存储区域存满所述数据通信网协议信息时，将数据通信网协议信息存储到有剩余空间的其它存储区域，同时，可编程器件给CPU控制单元送出读取存储器存储内容的信号。
步骤102中所述读取具体包括CPU控制单元读取存储空间已满的存储区域中存储的数据通信网协议信息。
步骤101具体包括在预设的工作时间段内，可编程器件把数据通信网协议信息写入到存储器中，在工作时间结束时，给CPU控制单元送出读取存储器存储内容的信号。
步骤101之前还包括光/电转换模块将光网络设备送来的光信号转换为电信号，同步数字体系帧处理器对所述电信号进行处理，并提取出所述数据通信网协议信息送给所述可编程器件。
步骤102具体包括所述CPU控制单元判断所述数据通信网协议信息是否超出其处理能力限度；若超出，则将超出部分的数据通信网协议信息或者将其读取的全部数据通信网协议信息送到协议分析模块进行分析处理；否则，CPU控制单元对其读取的全部数据通信网协议信息进行分析处理。
一种数据通信网协议分析测试设备，包括用于将光网络设备送来的光信号转换为电信号的光/电转换模块、用于对所述电信号进行处理，并提取出数据通信网协议信息向外输出的同步数字体系帧处理器、可编程器件和CPU控制单元；还包括存储器，所述可编程器件接收所述同步数字体系帧处理器输出的数据通信网协议信息，并把该信息存储在存储器中，根据存储器的存储空间状态或根据可编程器件上预设的工作时间状态，给CPU控制单元送出读取存储器存储内容的信号，CPU控制单元读取并分析处理所述存储器存储的数据通信网协议信息。
所述的一种数据通信网协议分析测试设备，还包括协议分析模块，在所述数据通信网协议信息超出CPU控制单元处理能力限度时，CPU控制单元将超出部分的数据通信网协议信息或者将其读取的全部数据通信网协议信息送到协议分析模块进行分析处理。
所述存储器内置于所述可编程器件中或是单独外置。
由于采用了以上的技术方案，可编程器件把捕获到的数据通信网协议信息都写入到存储器中，增加了数据通信网协议信息的捕获量；本发明把存储器分成至少两个相互独立的存储区域，捕获的信息都写入这些存储区域中，当某一存储区域存满时，可编程器件给CPU控制单元发出使CPU控制单元读取该存储区域内信息的信号，待CPU控制单元读取完成后该存储区域又有新的存储空间，如此反复，大大提高了数据通信网协议信息的捕获量；当CPU控制单元没有能力处理较复杂的数据通信网协议信息时，由专门的协议分析模块来处理，便于快速定位和解决网络中出现的异常问题；本发明还可以对可编程器件的捕获方式进行设置，如可以在连续时间内或者某一段时间内对数据通信网协议信息进行捕获，提高信息捕获的灵活性，利于针对性解决问题；本发明还可以在不同网络设备接口，或者是跨第三方网络设备接口处，对DCC通道或扩展DCC通道承载的网管信息或智能特性信息完整捕获，并进行相关的协议分析。图1是STM-N SDH帧的结构示意图。
图2是STM-1段开销的结构示意图。
图3是现有技术的SDH协议分析测试设备与光网络设备的连接示意图。
图4是本发明的SDH协议分析测试设备与光网络设备的连接示意图。下面结合附图和实施例对本发明进行进一步阐述图4本发明的SDH协议分析测试设备与光网络设备的连接示意图，本发明的测试设备接入光网络中的某一方网络设备中，当然也可以接入到第三方网络设备中，图中未示出，根据使用场合将测试设备设置成在线状态或完全穿通状态；其中，在线状态，即测试设备和光网络设备相互对接，进行业务收发相互测试；完全穿通状态，即测试设备只是进行监控，光网络设备送给测试设备的信息会完整不变的又送回光网络设备中，不影响光网络设备的正常运行。
本发明的测试设备，主要包括光/电和电/光转换模块、SDH祯处理器、可编程器件、存储器和CPU控制单元，光/电和电/光转换模块将光网络设备送来的光信号转换为电信号，同步数字体系帧处理器对所述电信号进行处理，并提取出数据通信网协议信息(同步数字体系中的段开销和/或通道开销信息)送给所述可编程器件，所述可编程器件把所述数据通信网协议信息写入到存储器中，并根据存储器的存储空间状态，给CPU控制单元送出读取存储器存储内容的信号，CPU控制单元在收到所述读取存储器存储内容的信号后，读取并分析处理所述存储器存储的数据通信网协议信息。
为了对较复杂的协议信息进行处理，本发明的测试设备还包括协议分析模块，所述CPU控制单元将读取的所述数据通信网协议信息的部分或者全部送到协议分析模块进行分析处理。该协议分析模块可以是远端的计算机终端或服务器，其与CPU控制单元之间可以采用10/100M Ethernet，RS232等方式进行通讯。
需要指出的是，本发明的存储器可以内置于可编程器件中或是单独外置，其可以被划分成至少两个逻辑上和/或物理上相互独立的存储区域，当某个存储区域存满所述数据通信网协议信息时，将数据通信网协议信息存储到有剩余空间的其他存储区域，同时，可编程器件给CPU控制单元送出读取存储器存储内容的信号，CPU控制单元读取该已存满数据通信网协议信息的存储区域，之后，该存储区域又有新的存储空间继续存储新捕获的数据通信网协议信息，如此循环，就提高了测试设备的数据通信网协议信息捕获量。
下面利用上述SDH协议分析测试设备，对本发明的测试方法作具体描述(其中，存储器划为两个存储区域，记为存储器1和存储器2)存储器的大小可以根据实际情况和CPU处理能力来定，一般256Kbytes就足够了(DCC最大带宽为64kbit/s*12＝768kbit/s，再加上扩展DCC通道，最大带宽一般在2Mbit/s以内；128Kbytes缓存至少可以存储500ms以上的数据)。
首先，光网络设备送出的SDH光信号经测试设备的光/电转换、SDH帧处理后，从SDH帧处理器中提取出SDH SOH/POH信息送可编程器件处理。
其次，在可编程器件中，将进行如下处理完成SDH SOH/POH提取接口与存储器写接口的转换(即把SDH SOH/POH信息从SDH帧处理器里提取出来，为把协议信息写入存储器中做准备。)，并把存储器分成两个大小一样的存储实体，记为存储器1和存储器2。当然存储器1和存储器2的大小也可以不一样，同样能实现发明目的。
根据用户使用需求，即在可编程器件上启动预设好的触发方式，设置DCC或扩展DCC通道数据往存储器写入的触发条件，只要触发条件满足，接收的DCC或扩展DCC通道数据就连续往存储器1写入。
当存储器1写满时，若还有DCC或扩展DCC通道数据需要继续捕捉存储，则把接收到的DCC或扩展DCC通道数据继续往存储器2写入，同时送出一个读取存储器存储内容的信号给CPU单元，CPU单元马上读取存储器1的数据，并进行协议分析；如果SDH SOH/POH信息较为复杂，则把这些信息部分或者全部送到协议分析模块进行后续处理，如通过远程通信端口送计算机终端或服务器以便更大容量的信息存储和后续分析。
若存储器2也写满了，此时还有DCC或扩展DCC通道数据需要继续捕捉存储，则把继续接收到的DCC或扩展DCC通道数据又开始往存储器1写入，同时再次送出一个读取存储器存储内容的信号给CPU单元，CPU单元马上读取存储器2的数据，并进行协议分析；如果SDH SOH/POH信息较为复杂，则把这些信息部分或者全部送到协议分析模块进行后续处理，如通过远程通信端口送计算机终端或服务器以便更大容量的信息存储和后续分析。
上述的过程可以简化为可编程器件写存储器1→存储器1满、输出读取存储器存储内容的信号→可编程器件写存储器2、CPU读存储器1→存储器2满、输出读取存储器存储内容的信号→可编程器件写存储器1、CPU读存储器2→.....，如此循环，就可完全提取DCC通道或扩展DCC通道承载的完整信息。
最后，协议分析模块(计算机终端或服务器)根据相关协议把捕捉到的DCC通道或扩展DCC通道的完整信息解析成一个个完整的数据包，然后进行相关的协议分析。
本发明把存储器分成两个以上存储区域也同样能够达发明目的，其具体过程与上述过程类似，当某个存储区域存满所述数据通信网协议信息时，将数据通信网协议信息存储到有剩余空间的其他存储区域，同时，可编程器件给CPU控制单元送出读取存储器存储内容的信号，读取该已存满的存储区域中的数据通信网协议信息。
同样，本发明也可实现简单的物理层协议分析，即N帧过滤等。
另外，有些场合可能没有必要对网络设备运行过程中DCC通道或扩展DCC通道承载的信息进行长时间的监控(即捕获和分析)，而只需监控特定一段时间的信息即可，对可编程器件的触发方式进行修改，改为向存储器写入预设的某一时间段内的数据通信网协议信息；此时DCC通道或扩展DCC通道承载的信息只需捕获并放置于存储器中即可，信息捕获完成后再由CPU单元去读取用于后续分析；而没有必要把存储器分成两块，分别由可编程器件和CPU控制单元交互写入、读取两块信息以便进行更大信息量的存储(即可编程器件写存储器1→存储器1满、输出读取存储器存储内容的→可编程器件写存储器2、CPU读存储器1→存储器2满、输出读取存储器存储内容的→可编程器件写存储器1、CPU读存储器2→.....循环反复)。
综上所述，本发明能够增加信息的捕获量，有利于对协议进行分析，从而及时解决网络中出现的异常问题；以64kbit/s通道为单位，本发明能够完成SDH SOH/POH中任意一个或N个通道组合(N＜＝32)承载的信息的完全捕获，信息量可以无限大(仅受限于当前业界计算机存储水平)；SDH SOH/POH通道数量及各通道的确切位置完全由用户选择，用户可以仅关注其需要的信息内容，过滤其无用的信息；各通道承载信息的捕捉启动方式可根据用户需求设置，即启动捕捉的触发方式由用户自由选择；使得用户可以进一步聚焦其关注的信息内容；根据捕获的SDH SOH/POH通道承载的信息，由协议分析模块完成链路层和网络层等的相关协议分析(根据通道承载的具体协议定制)。
此外，本发明还可以用于承载APS(自动保护倒换)的K1、K2字节通道的信息完整捕获，便于对APS(自动保护倒换)协议的分析等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
权利要求
1.一种数据通信网协议分析测试方法，其特征在于，包括以下步骤101、可编程器件把数据通信网协议信息写入到存储器中，并根据存储器的存储空间状态或根据可编程器件上预设的工作时间状态，给CPU控制单元送出读取存储器存储内容的信号；102、CPU读取并分析处理所述存储器存储的数据通信网协议信息。
2.根据权利要求1所述的一种数据通信网协议分析测试方法，其特征在于，所述步骤101还包括将所述存储器划分为至少两个逻辑上和/或物理上相互独立的存储区域。
3.根据权利要求2所述的一种数据通信网协议分析测试方法，其特征在于，步骤101具体包括可编程器件把数据通信网协议信息写入到存储器中，当任一存储区域存满所述数据通信网协议信息时，将数据通信网协议信息存储到有剩余空间的其它存储区域，同时，可编程器件给CPU控制单元送出读取存储器存储内容的信号。
4.根据权利要求3所述的一种数据通信网协议分析测试方法，其特征在于，步骤102中所述读取具体包括CPU控制单元读取存储空间已满的存储区域中存储的数据通信网协议信息。
5.根据权利要求1所述的一种数据通信网协议分析测试方法，其特征在于，步骤101具体包括在预设的工作时间段内，可编程器件把数据通信网协议信息写入到存储器中，在工作时间结束时，给CPU控制单元送出读取存储器存储内容的信号。
6.根据权利要求1所述的一种数据通信网协议分析测试方法，其特征在于，步骤101之前还包括光/电转换模块将光网络设备送来的光信号转换为电信号，同步数字体系帧处理器对所述电信号进行处理，并提取出所述数据通信网协议信息送给所述可编程器件。
7.根据权利要求1所述的一种数据通信网协议分析测试方法，其特征在于，步骤102具体包括所述CPU控制单元判断所述数据通信网协议信息是否超出其处理能力限度；若超出，则将超出部分的数据通信网协议信息或者将其读取的全部数据通信网协议信息送到协议分析模块进行分析处理；否则，CPU控制单元对其读取的全部数据通信网协议信息进行分析处理。
8.一种数据通信网协议分析测试设备，包括用于将光网络设备送来的光信号转换为电信号的光/电转换模块、用于对所述电信号进行处理，并提取出数据通信网协议信息向外输出的同步数字体系帧处理器、可编程器件和CPU控制单元；其特征在于还包括存储器，所述可编程器件接收所述同步数字体系帧处理器输出的数据通信网协议信息，并把该信息存储在存储器中，根据存储器的存储空间状态或根据可编程器件上预设的工作时间状态，给CPU控制单元送出读取存储器存储内容的信号，CPU控制单元读取并分析处理所述存储器存储的数据通信网协议信息。
9.根据权利要求8所述的一种数据通信网协议分析测试设备，其特征在于还包括协议分析模块，在所述数据通信网协议信息超出CPU控制单元处理能力限度时，CPU控制单元将超出部分的数据通信网协议信息或者将其读取的全部数据通信网协议信息送到协议分析模块进行分析处理。
10.根据权利要求8所述的一种数据通信网协议分析测试设备，其特征在于所述存储器内置于所述可编程器件中或是单独外置。
全文摘要
本发明公开一种数据通信网协议分析测试方法及测试设备，涉及光网络技术领域。方法包括可编程器件把数据通信网协议信息写入到存储器中，并根据存储器的存储空间状态或根据可编程器件上预设的工作时间状态，给CPU控制单元送出读取存储器存储内容的信号；CPU读取并分析处理存储器存储的数据通信网协议信息。设备包括光/电转换模块、同步数字体系帧处理器、可编程器件、CPU控制单元和存储器，可编程器件根据存储器的存储空间状态或根据可编程器件上预设的工作时间状态，给CPU控制单元送出读取存储器存储内容的信号，CPU控制单元读取并分析处理存储器存储的协议信息。本发明能够增加信息的捕获量，利于解决网络中出现的异常问题。
文档编号H04L12/26GK1968263SQ20061006290
公开日2007年5月23日 申请日期2006年9月27日 优先权日2006年9月27日
发明者李猛进, 龙行云 申请人:华为技术有限公司