基于mesh网络的并发网络性能以及网络走向的测试方法
【专利摘要】本发明涉及一种测试方法，尤其是一种基于MESH网络的并发网络性能以及网络走向的测试方法，属于MESH网络的【技术领域】。本发明通过客户端主机、服务器主机与MESH网络的连接及其相关设定，能对MESH网络的并发网络性能以及网络走向进行有效测试，测试操作方便，能对MESH的并发网络性能以及网络走向进行快速有效的测试，测试精度高，从而得到在MESH网络单对节点工作下，MESH网络的网络性能最佳，在MESH网络数据并发工作下，各并发进程趋势上平均分担最佳的网络性能。
【专利说明】基于MESH网络的并发网络性能以及网络走向的测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测试方法，尤其是一种基于MESH网络的并发网络性能以及网络走向的测试方法，属于MESH网络的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着网络技术的飞速发展，无线技术为人们提供了方便、便捷的服务，但是传统的无线AP网络固有的缺点，组网不灵活、潜在盲区、可靠性差，大大限制了无线网络大区域普及和应用。无线MESH技术能很好的解决以上的问题，因此其正成为人们关注和研宄的焦点。
[0003]无线MESH网络是一种自组织、自愈合的无线多跳网络，融合了 WIFI技术和子组网技术，能迅速实现无线覆盖；采用多种成熟标准技术改善无线传输和无线组网性能，比如传输距离、移动速率、抗干扰、穿透能力以及无线网络安全等方面的性能得以增强；可以满足复杂或对网络安全要求高的环境下开展无线数据传输、无线视频图象监控、IP视频会议、IP音视频电话、无线定位、无线数控等业务；广泛应用于较大范围覆盖、高安全性的无线网络接入。但目前对于MESH网络的网络性能以及网络走向技术指标还如法实现有效的测试。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于MESH网络的并发网络性能以及网络走向的测试方法，其测试操作方便，能对MESH的并发网络性能以及网络走向进行快速有效的测试，测试精度高，安全可靠。
[0005]按照本发明提供的技术方案，一种基于MESH网络的并发网络性能测试方法，所述并发网络性能测试方法包括如下步骤:
a、创建MESH网络，在所述MESH网络中包含一个服务器节点以及由多个客户端节点形成的并发节点，并发节点内的多个客户端节点能同时向服务器节点分发数据，在MESH网络内并发节点内的每个客户端节点与服务器节点均工作在路由模式，并发节点内的客户端节点均与同一个交换机连接，且并发节点通过交换机与客户端主机连接，服务器节点单独接入服务器主机；
b、对并发节点中每个客户端节点进行IP地址分配规划，并在客户端主机的以太网接口虚拟出与客户端节点数量相一致的客户端虚拟IP地址，以使得客户端主机与并发节点内的每个客户端节点能实现一一对应的单通道数据传输；
c、将服务器节点的无线接口IP地址和上述并发节点内客户端节点的无线接口 IP地址位于同一个IP段内，服务器节点的以太网接口虚拟与客户端节点数量相一致的服务节点虚拟IP地址，在服务器主机的以太网接口虚拟得到服务器虚拟IP地址，以通过服务器虚拟IP地址与服务器节点的服务节点虚拟IP地址相一一对应连接；
d、在客户端主机上设置到服务器主机的路由，同时在服务器主机上设置到客户端主机的路由，以使得客户端主机的以太网接口 IP段与服务器主机的以太网接口 IP段一一对应;
e、在客户端主机内建立多个Iperf客户端进程，且在服务器主机上建立多个Iperf服务器，通过客户端主机与服务器主机之间的数据传输以对MESH网络的并发网络测试。
[0006]所述步骤b中，并发节点内多个客户端节点的以太网接口分配不同的IP段，并分别设定并发节点内客户端节点的无线接口 IP地址，并发节点内客户端节点的无线接口 IP地址位于同一个网段。
[0007]在客户端主机内通过Iperf测试工具建立Iperf客户端进程，在服务器主机内通过Iperf测试工具以建立Iperf服务器，在客户端主机内发送带宽需求，以测试完成服务器主机返回时间的带宽。
[0008]在服务器主机内建立的多个Iperf服务器绑定各自不同的网络端口号，在客户端主机内的多个Iperf客户端进程中绑定Iperf服务器网络端口号并设定目标IP，指定客户端主机以太网接口具有相同的数据发送速率。
[0009]一种基于MESH网络的网络走向测试方法，所述测试方法包括如下步骤:
S1、创建MESH网络，在MESH网络中包含一个服务器节点以及至少一个客户端节点，其中，客户端节点与客户端主机连接，服务器节点与服务器主机连接；
s2、设定客户端节点的以太网接口 IP地址和无线接口 IP地址，以使得客户端节点的以太网接口 IP地址与无线接口 IP地址不在同一个IP段内，同时使得服务器节点的以太网接口 IP地址与无线接口 IP地址也不在同一个IP段内；
s3、将服务器主机的以太网接口 IP地址和服务器节点的以太网接口 IP地址位于同一个网段，并将客户端主机的以太网接口地址与客户端节点的以太网接口 IP地址位于同一网段，且在服务器主机、客户端主机上设置相互之间的通信路由；
s4、在服务器主机上建立Iperf服务器进程、绑定网络端口号；在客户端主机上建立Iperf客户端进程，并在所述客户端主机上设定与服务器主机连接的目标IP地址且绑定Iperf服务器网络端口号，指定客户端主机上以太网接口的数据发送速率，通过统计服务器主机与客户端主机之间的数据传输，以对MESH网络的网络走向进行测试。
[0010]在客户端主机内通过Iperf测试工具建立Iperf客户端进程，在服务器主机内通过Iperf测试工具以建立Iperf服务器进程。
[0011]本发明的优点:通过客户端主机、服务器主机与MESH网络的连接及其相关设定，能对MESH网络的并发网络性能以及网络走向进行有效测试，测试操作方便，能对MESH的并发网络性能以及网络走向进行快速有效的测试，测试精度高，从而得到在MESH网络中点对点工作下，MESH网络的网络性能最佳，在MESH网络数据并发工作下，各并发进程趋势上平均分担最佳的网络性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明进行并发网络性能测试的连接示意图。
[0013]图2为本发明进行网络走向测试的连接示意图。
[0014]附图标记说明:10-客户端主机、20-交换机、30-MESH网络、31-客户端节点、32-服务器节点以及40-服务器主机。
【具体实施方式】
[0015]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0016]网络测试是指以科学的方法，如何通过测量手段/工具，取得网络产品或正在运行网络的性能参数和服务质量参数，包括网络带宽、时延和丢包率等。为充分了解和把握MESH的网络性能，通过科学的测试方法，分析MESH网络的流量走向，对网络搭建和运行提供理论依据和参考。
[0017]对于MESH网络30中的并发网络性能测试，主要是指多个节点并行的向同一个节点分发数据，模拟MESH网络30在区域内的网络环境；同时对比单对节点数据收发，全面分析MESH网络30在区域内的网络流量走向。
[0018]如图1所示，本发明并发网络性能测试方法包括如下步骤:
a、创建MESH网络30，在所述MESH网络30中包含一个服务器节点32以及由多个客户端节点31形成的并发节点，并发节点内的多个客户端节点31能同时向服务器节点32分发数据，在MESH网络30内并发节点内的每个客户端节点31与服务器节点32均工作在路由模式，并发节点内的客户端节点31均与同一个交换机20连接，且并发节点通过交换机20与客户端主机10连接，服务器节点32单独接入服务器主机40 ;
在上述网络连接架构下，假设有线网络是可靠的，产生数据丢失和大延迟的原因在于无线MESH网络30的不稳定和无线网络CSMA (Carrier Sense Multiple Access)时产生的数据碰撞。在此种实验方法下，Nn路数据流通过有线进入不同的节点，而后在无线网络上进行交叉、碰撞。
[0019]具体地，图1中示出了由多个客户端节点31 (即图中I的N1、N2、N3、N4、N5…Nn)形成一个并发网络，数量Nn的大小可以根据需要进行选择设定，多个节点使用千兆交换机20连接，同时客户端主机10接入到交换机中20。
[0020]b、对并发节点中每个客户端节点31进行IP地址分配规划，并在客户端主机10的以太网接口虚拟出与客户端节点3)数量相一致的客户端虚拟IP地址，以使得客户端主机10与并发节点内的每个客户端节点31能实现一一对应的单通道数据传输；
具体实施时，并发节点内多个客户端节点31的以太网接口分配不同的IP段，并分别设定并发节点内客户端节点31的无线接口 IP地址，并发节点内客户端节点31的无线接口 IP地址位于同一个网段。客户端主机10的以太网接口虚拟出Nn个客户端虚拟IP地址，以通过虚拟的Nn个客户端虚拟IP地址分别与上述Nn个客户端节点31形成--对应的连接。
[0021]C、将服务器节点32的无线接口 IP地址和上述并发节点内客户端节点31的无线接口 IP地址位于同一个IP段内，服务器节点32的以太网接口虚拟与客户端节点31数量相一致的服务节点虚拟IP地址，在服务器主机40的以太网接口虚拟得到服务器虚拟IP地址，以通过服务器虚拟IP地址与服务器节点32的服务节点虚拟IP地址相一一对应连接；
具体实施时，服务器节点32的以太网接口虚拟Nn个不同IP段的服务节点虚拟IP地址，服务器主机40为了能与服务器节点32相对应，在服务器主机40的以太网接口也需要虚拟得到Nn个不同的服务器虚拟IP地址。
[0022]d、在客户端主机10上设置到服务器主机40的路由，同时在服务器主机40上设置到客户端主机10的路由，以使得客户端主机10的以太网接口 IP段与服务器主机40的以太网接口 IP段一一对应； 具体实施时，为了客户端主机10与服务器主机40之间的通信，需设定客户端主机10与服务器主机40相对应的路由规则。具体的路由规则为:在客户端主机10上设定到服务器主机40的路由，同时在服务器主机40上设定到客户端主机10路由，路由规则设定的基本准则是分别在客户端主机10、服务器主机40的路由规则中设定到目标主机的各IP地址和网关出口，对于客户端主机10而言，目标主机为服务器主机40，同样，对于服务器主机40而言，目标主机为客户端主机10。设定基于客户端主机10以太网接口 IP段和服务器主机40以太网接口 IP段——对应。
[0023]如图1中，客户端主机10通过Nl-Nn这条无线链路到达服务器主机40的路由设定是这样的，在客户端主机10上添加一条路由，规则如下；目标网段是192.168.1.0，以192.0.1.1为网络出口，同样在服务器主机40上添加一条路由，规则如下；目标网段是192.0.1.0，以192.168.1.1为网络出口 ；用同样的方法在客户端主机10和服务器主机40上依次添加需要通过的各无线链路的路由规则。
[0024]e、在客户端主机10内建立多个Iperf客户端进程，且在服务器主机40上建立多个Iperf服务器，通过客户端主机10与服务器主机40之间的数据传输以对MESH网络30的并发网络测试。
[0025]在图1中，需要用到Iperf (开源网络测试工具)工具测试网络性能，在服务器主机40上利用Iperf工具建立Iperf服务器，在客户端主机10内利用Iperf工具建立Iperf客户端进程。
[0026]具体实施时，在客户端主机10发送带宽需求，测试完成服务器主机40返回有效速率、延迟抖动等。Iperf工具测试UDP性能时，客户端主机10可以指定UDP数据流的速率。客户端主机10发送数据时，将根据客户端主机10提供的速率计算数据报发送之间的时延。客户端主机10还可以指定发送数据报的大小，每个发送的数据报包含一个ID号，用来唯一标识报文，服务器主机40根据该ID号来确定数据报丢失和乱序。当把UDP报文大小设置可以将整个报文放入IP层的包(packet)内时，那么UDP所测得的报文丢失数据即为IP层包的丢失数据，即提供了一个有效的测试包丢失情况的方法。数据报传输延迟抖动(Jitter)的测试由服务器主机40完成，客户发送的报文数据包含有发送时间戳，服务器主机40根据该时间信息和接收到报文的时间戳来计算传输延迟抖动。传输延迟抖动反映传输过程中是否平滑。
[0027]服务器主机40上同时建立Nn个Iperf服务器进程，并绑定各自不同的网络端口号，如“iperf -s _ p xxx”;客户端主机10并发Nn个Iperf客户端进程，按照步骤d中的路由规则，对应的设定目标IP和绑定Iperf服务器网络端口号，每次测试运行一分钟，在每次测试中，指定客户端主机10上的η个Iperf进程分别以1M、2M、3M...KM (“KM”指MESH节点的以太网接口的最大速率)的速率同时对应的向服务器主机40上Nn个的Iperf服务进程发送UDP数据包，如“iperf _ c服务器主机40以太网接口上某一虚拟IP地址_u-t 60 -P XXX -b KM”。每次测量结束，服务器主机40上的服务进程会统计该客户端主机10进程此次通信数据的有效速率、时延抖动等数据并告知客户端主机10的进程，这样可以测出最大并发容量；知道了最大并发容量，指定客户端主机10上的η个Iperf进程同时以最大的并发容量同时向服务器主机40的η个Iperf服务进程发送UDP数据包，进行压力以及稳定性测试，上述这些结果会在客户端主机10内进行收集和整理。
[0028]如图2所示，一种基于MESH网络的网络走向测试方法，所述测试方法包括如下步骤:
sl、创建MESH网络30，在MESH网络30中包含一个服务器节点32以及至少一个客户端节点31，其中，客户端节点31与客户端主机10连接，服务器节点32与服务器主机40连接;
s2、设定客户端节点31的以太网接口 IP地址和无线接口 IP地址，以使得客户端节点31的以太网接口 IP地址与无线接口 IP地址不在同一个IP段内，同时使得服务器节点32的以太网接口 IP地址与无线接口 IP地址也不在同一个IP段内；
s3、将服务器主机40的以太网接口 IP地址和服务器节点32的以太网接口 IP地址位于同一个网段，并将客户端主机10的以太网接口地址与客户端节点31的以太网接口 IP地址位于同一网段，且在服务器主机40、客户端主机10上设置相互之间的通信路由；
如图2中，客户端主机10通过客户端节点31 (Ne)-服务器节点32 (Ns)这条无线链路到达服务器主机40的路由设定是这样的，在客户端主机10上添加一条路由，规则如下；目标网段是192.168.1.0，以192.0.1.1为网络出口 ；同样在服务器主机40上添加一条路由，规则如下；目标网段是192.0.1.0，以192.168.1.1为网络出口。
[0029]s4、在服务器主机40上建立Iperf服务器进程、绑定网络端口号；在客户端主机10上建立Iperf客户端进程，并在所述客户端主机10上设定与服务器主机40连接的目标IP地址且绑定Iperf服务器网络端口号，并指定客户端主机10上以太网接口的数据发送速率，通过统计服务器主机40与客户端主机10之间的数据传输，以对MESH网络30的网络走向进行测试。
[0030]在客户端主机10内通过Iperf测试工具建立Iperf客户端进程，在服务器主机40内通过Iperf测试工具以建立Iperf服务器进程。
[0031]在具体实施时，对于MESH网络30中存在多个客户端节点31的情况，可以在保证客户端节点30不同时段向服务器节点32分发数据的情况下，也能完成MESH网络30的网络走向测试。
[0032]在具体测试时，依照图1的连接进行说明:在服务器主机40上同时建立Nn个Iperf服务器进程，并绑定各自不同的网络端口号，如“iperf -s -P XXX”;客户端主机10上的Nn个进程顺次通过I 2 3 4 5…Nn号点以1、2、3...KM (“KM”是指MESH节点的以太网接口的最大有效速率)的速率向服务器主机40上的η个进程发送UDP数据包，每个速率持续50秒，如“iperf - c Server主机以太网接口某一虚拟IP地址_u - t 50 - p xxx-b KM”。如每次测量结束，服务器主机40上的服务进程会统计该客户端进程此次通信数据的有效速率、时延抖动等数据并告知客户端进程。这些结果会在客户端主机进行收集和整理。在测试完成后，Nn次的测试结果可以反映出MESH网络的对点对传输的最大网络容量。
[0033]通过上述测试，可得到如下结论:在MESH网络30单对节点工作下，MESH网络30的网络性能最佳，在MESH网络30数据并发工作下，各并发进程趋势上平均分担最佳的网络性能。
【权利要求】
1.一种基于MESH网络的并发网络性能测试方法，其特征是，所述并发网络性能测试方法包括如下步骤: (a)、创建MESH网络(30)，在所述MESH网络(30)中包含一个服务器节点(32)以及由多个客户端节点(31)形成的并发节点，并发节点内的多个客户端节点(31)能同时向服务器节点(32)分发数据，在MESH网络(30)内并发节点内的每个客户端节点(31)与服务器节点(32)均工作在路由模式，并发节点内的客户端节点(31)均与同一个交换机(20)连接，且并发节点通过交换机(20)与客户端主机(10)连接，服务器节点(32)单独接入服务器主机(40)； (b )、对并发节点中每个客户端节点(31)进行IP地址分配规划，并在客户端主机(10 )的以太网接口虚拟出与客户端节点(31)数量相一致的客户端虚拟IP地址，以使得客户端主机(10)与并发节点内的每个客户端节点(31)能实现一一对应的单通道数据传输； (c)、将服务器节点(32)的无线接口IP地址和上述并发节点内客户端节点(31)的无线接口 IP地址位于同一个IP段内，服务器节点(32)的以太网接口虚拟与客户端节点(31)数量相一致的服务节点虚拟IP地址，在服务器主机(40)的以太网接口虚拟得到服务器虚拟IP地址，以通过服务器虚拟IP地址与服务器节点(32)的服务节点虚拟IP地址相一一对应连接； (d)、在客户端主机(10)上设置到服务器主机(40)的路由，同时在服务器主机(40)上设置到客户端主机(10)的路由，以使得客户端主机(10)的以太网接口 IP段与服务器主机(40)的以太网接口 IP段——对应； Ce),在客户端主机(10)内建立多个Iperf客户端进程，且在服务器主机(40)上建立多个Iperf服务器，通过客户端主机(10)与服务器主机(40)之间的数据传输以对MESH网络(30)的并发网络测试。
2.根据权利要求1所述的基于MESH网络的并发网络性能测试方法，其特征是，所述步骤(b)中，并发节点内多个客户端节点(31)的以太网接口分配不同的IP段，并分别设定并发节点内客户端节点(31)的无线接口 IP地址，并发节点内客户端节点(31)的无线接口 IP地址位于同一个网段。
3.根据权利要求1所述的基于MESH网络的并发网络性能测试方法，其特征是，在客户端主机(10)内通过Iperf测试工具建立Iperf客户端进程，在服务器主机(40)内通过Iperf测试工具以建立Iperf服务器，在客户端主机(10)内发送带宽需求，以测试完成服务器主机(40)返回时间的带宽。
4.根据权利要求3所述的基于MESH网络的并发网络性能测试方法，其特征是，在服务器主机(40)内建立的多个Iperf服务器绑定各自不同的网络端口号，在客户端主机(10)内的多个Iperf客户端进程中绑定Iperf服务器网络端口号并设定目标IP，指定客户端主机(10)以太网接口具有相同的数据发送速率。
5.一种基于MESH网络的网络走向测试方法，其特征是，所述测试方法包括如下步骤: (Si)、创建MESH网络(30)，在MESH网络(30)中包含一个服务器节点(32)以及至少一个客户端节点(31 )，其中，客户端节点(31)与客户端主机(10 )连接，服务器节点(32 )与服务器主机(40)连接； (s2)、设定客户端节点(31)的以太网接口 IP地址和无线接口 IP地址，以使得客户端节点(31)的以太网接口 IP地址与无线接口 IP地址不在同一个IP段内，同时使得服务器节点(32)的以太网接口 IP地址与无线接口 IP地址也不在同一个IP段内； (s3)、将服务器主机(40)的以太网接口 IP地址和服务器节点(32)的以太网接口 IP地址位于同一个网段，并将客户端主机(10)的以太网接口地址与客户端节点(31)的以太网接口 IP地址位于同一网段，且在服务器主机(40)、客户端主机(10)上设置相互之间的通信路由； (s4)、在服务器主机(40)上建立Iperf服务器进程、绑定网络端口号；在客户端主机(10)上建立Iperf客户端进程，并在所述客户端主机(10)上设定与服务器主机(40)连接的目标IP地址且绑定Iperf服务器网络端口号，指定客户端主机(10)上以太网接口的数据发送速率，通过统计服务器主机(40)与客户端主机(10)之间的数据传输，以对MESH网络(30)的网络走向进行测试。
6.根据权利要求5所述基于MESH网络的网络走向测试方法，其特征是:在客户端主机(10)内通过Iperf测试工具建立Iperf客户端进程，在服务器主机(40)内通过Iperf测试工具以建立Iperf服务器进程。
【文档编号】H04L12/26GK104486167SQ201410853423
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月31日 优先权日:2014年12月31日
【发明者】齐旭, 韩建康, 毛续飞 申请人:无锡儒安科技有限公司