专利名称：端口线速发送测试数据帧的方法及以太网交换机的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通讯领域，尤其涉及一种用于以太网交换机的 端口线速发送测试数据帧的方法及以太网交换机。
背景技术：
随着网络的发展，网络通讯设备的产量也越来越大，而通常不管 是研发部门还是生产部门，专用测试仪的数量都很紧张。这是因为 专用测试仪虽然功能强大，但是价格不菲并且提供的测试端口数量 有限，为了加快生产和测试速度而大量使用专用的测试仪，必将增 力口产品的成本。如果将现有的通讯设备产品临时改造为测试仪，尽可能的实现用 产品来测试产品，这对生产线的产品纟企一验测试非常有意义。如交换 才几的端口可以自动向^皮测设备发送线速流量，由于设备价格相比专 用的测试仪低，并且可以提供高密度的测试接口 ，可以大大緩解测 试设备紧缺的情况。要使交换机的端口实现发送流量， 一般采用的方法是利用交换机的CPU (中央处理单元)发送，即CPU将数据帧大量进行复制， 然后发送到端口上。但是单纯利用CPU发送显然不现实，发送性能太差，甚至无法使一个端口达到线速。 一般情况都是利用网络处理器(NP)和CPU配合使用来产生线速流量。网络处理器是专门为处理凄t据帧而设计的可编程处理器，它能够直4妾完成网络^i:据处理 的一般性任务。硬件体系结构大多采用高速的接口技术和总线规范， 具有较高的I/O (输入/输出)能力，处理能力得到了很大提升。因 此当网络处理器配合CPU就能够很容易的实现数据帧的大量复制， 达到线速流量。然而现在 一般的二层交换机是没有网络处理器的， 并且很多三层交换机也没有网络处理器，在这种情况下，仅靠CPU 实现发线速流量是不太可行的。除此之外还有一种产生凄t据帧的方法，即用专门的FPGA (现 场可编程门阵列)实现基于FPGA的二、三层交换机的线速流量发 生及性能测试，很多专用的测试仪就是采用的这种技术。它采用上 行和下行FPGA 4支术在每个端口上实现线速的流量发生和统计分 析，包括时延的实时测试。利用FPGA，还可以由石更件实时计算IP (互联网协议)的校验和等。但一般的二、三层交换机上是没有 FPGA的，若要增加必然会提高成本，也会使开发复杂度增加。目前将普通的二层三层交换机作为测试仪来使用时， 一般采用 发送的技术是用CPU配合网络处理器，单独用CPU前者发测试帧 的性能4艮差，添加网络处理器配合CPIH吏用则成本高并且通常二层 交换设备是没有网络处理器的。单纯利用广播风暴可以很容易形成 限速流量，但发送难以控制。因此，现有4支术中在没有网络处理器也没有FPGA的i殳备上不 能实现端口发线速流量的数据帧。发明内容考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于 提供一种用于以太网交换a几的端口线速发送测试教:据帧的方法及以太网交换才几，以解决在没有网络处理器也没有FPGA的以太网交换 机上不能实现端口线速发送测试数据帧的问题。在本发明的实施例中，提供了 一种用于以太网交换4几的端口线 速发送测试数据帧的方法，包括建立虚拟局域网， 一个虛拟局域 网包4舌一个第一类端口和多个第二类端口 ，其中，虚拟局i或网的虚 拟局域网标签与虚拟局域网内的第一类端口的标识相对应；将具有 虚拟局域网的虚拟局域网标签的测试凄t据帧发送到 一个第二类端 口 ；接收到测试数据帧的第二类端口在虚拟局域网标签所对应的虚 拟局域网内广播测试数据帧以在多个第二类端口之间形成广播风 暴；第一类端口向待测试设备转发其接收到的广播风暴带来的测试 数据帧。优选的，该方法还包括建立多个第一类端口；其中，针对每 个第一类端口建立的每个虚拟局域网均包括多个第二类端口 ，且第 一类端口和第二类端口的凄t量相同。优选的，第一类端口和第二类端口的数量均为2。其中，第一类端口向待测试设备转发其接收到的广播风暴带来 的测试数据帧具体包括将2个第一类端口与〗寺测试i殳备连接并向 4寺测试i殳备发送测试lt据帧对4寺测试i殳备进4于测试。其中，2个第一类端口属于同一台以太网交换^L，第一类端口 向待测试设备转发其接收到的广播风暴带来的测试数据帧具体包 括将以太网交换机作为待测试设备，将2个第一类端口互连以对 以太网交换机进行测试。在本发明的实施例中，还提供了一种以太网交换机，包括多 个第二类端口 ，用于4妄收具有虚拟局i或网的虚拟局i或网标签的测试 数据帧，并在虚拟局域网标签所对应的虚拟局域网内广播测试数据帧以在第二类端口之间形成广播风暴；第一类端口，用于向待测试 设备转发其接收到的广播风暴带来的测试数据帧；其中， 一个第一 类端口和多个第二类端口构成一个虚拟局域网，虚拟局域网的虚拟 局域网标签与虚拟局域网内的第 一类端口的标识相对应；发送单元， 用于将测试数据帧发送到一个第二类端口 。优选的，该以太网交换机中第一类端口的数量为多个；其中， 针对每个第 一类端口建立的每个虛拟局域网均包括多个第二类端 口，且第一类端口和第二类端口的凄t量相同。优选的，该以太网交换机中第 一 类端口和第二类端口的数量均为2。优选的，该以太网交换机中2个第一类端口与待测试设备连接， 其用于向待测试设备发送测试数据帧以对待测试设备进行测试。伊乙选的，该以太网交换:才几中2个第一类端口互连，用于只于该以 太网交换:才几进^亍测试。本发明上述实施例的用于以太网交换才几的端口线速发送测试凄欠 据帧的方法及该以太网交换机，通过利用可控的广播风暴结合端口VLAN (虚拟局域网)划分实现端口线速发送测试数据帧，解决了 在没有网络处理器也没有FPGA的i殳备上不能实现端口线速发送测 试数据帧的问题，从而不必使用专用测试仪就可以对4寺测试设备进 行测试，大大降低了研发和生产成本。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申 请的一部分，本发明的示意性实施例及其i兌明用于解释本发明，并 不构成对本发明的不当限定。在附图中图1示出了才艮据本发明实施例的方法流程图； 图2示出了根据本发明优选实施例的端口 VLAN划分示意图。
具体实施方式
下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式
。如图l所示，本发明的实施例提出了一种用于以太网交换才几的 端口线速发送测试凄t据帧的方法，包括以下步艰纟步艰《S102，建立虚拟局i或网， 一个虚拟局域网包4舌一个第一类 端口和多个第二类端口，其中，虚拟局域网的虛拟局i或网标签与虚拟局域网内的第 一类端口的标识相对应；步骤S104，将具有虚拟局域网的虚拟局域网标签的测试数据帧 发送到一个第二类端口；步骤S106，接收到测试数据帧的第二类端口在虚拟局域网标签 所对应的虚拟局域网内广播测试数据帧以在多个第二类端口之间形 成广播风暴；步骤S108,第一类端口向待测试设备转发其接收到的广播风暴 带来的测试数据帧。该实施例中，交换机CPU进行测试数据帧的构造，在二层交换 和转发的过程中由ASIC (特定用途集成电路)芯片利用广播风暴复 制报文，通过对端口进行VLAN组的划分对广播风暴进行控制，同 时利用ASIC芯片的端口计H器进行统计，实现没有网络处理器的 线板50%的端口达到线速发送测试数据帧的能力。该实施例实现方法简单，但却能够解决单纯由CPU发送性能差，无法达到线速的问题，也为将交换机产品转化为测试仪提供了更大的适应性。优选的，该方法还包括建立多个第一类端口；其中，针对每 个第一类端口建立的每个虚拟局域网均包括多个第二类端口 ，且第 一类端口和第二类端口的凄t量相同。通过增加第一类端口，可以建 立多个虚拟局域网，从而提高测试的灵活性。优选的，第一类端口和第二类端口的数量均为2。其中，第一类端口向待测试设备转发其接收到的广播风暴带来 的测试数据帧具体包括将2个第一类端口与待测试设备连接并向 待测试设备发送测试数据帧对待测试设备进行测试。通过该优选方 法可以利用具有第一类端口的以太网交换才几乂十其他i殳备进4于测*试。其中，2个第一类端口属于同一台以太网交换才几，第一类端口 向待测试设备转发其接收到的广播风暴带来的测试凄t据帧具体包 括将以太网交换机作为待测试设备，将2个第一类端口互连以对 以太网交换才几进4亍测试。通过该优选方法可以进行自测，将两个出 流量的端口互连，通过客户端软件进行流量统计，达到自己发送线 速流量测试自己的岁文果，节省了专用测试4义的4吏用。如图2所示，根据本发明的优选实施例的端口线速发送测试数 据帧的方法，具体包括以下步骤步骤一，对以太网交换机的端口进行分组。 一般的，将4个端 口分为一组是比举交合理的，下面以4个端口 Pl、 P2、 P3、 P4组成 的一个端口组为例进4iS兌明。因为要人为造成广播风暴，所有端口要关闭生成树协议，并禁止端口广播抑制功能，同时停止所有端口的MAC ( 士某体访问控制) 地址学习功能。一个端口组可以再分为发送端口(第一类端口)和环回 (loopback)端口 (第二类端口)，端口 Pl、 P2为发送端口，端口 P3、 P4为环回端口。步骤二，组建与发送端口数量相等的VLAN。并且该组的发送 端口分别加入到不同VLAN之中，其中，VLAN的tag (标签)与 VLAN内的发送端口的标识相对应。设置发送端口 VLAN链路类型 为Access (接入)，并将发送端口设为接收全部丢弃，只要端口有 收报计数即可。该組的环回端口要同时加入到所有VLAN之中，i殳置环回端口 VLAN链路类型为Trunk(中继)，并设置环回端口为单端口自环回。 一个端口纟且的环回端口不能少于2个，否则无法形成广纟番风暴。因 为环回端口属于不同的VLAN，所以环回端口发送的ft据帧必须是 带VLAN-tag的。为使发送端口达到线速，数据帧复制的速度不应 小于发送的速度。所以一般环回端口的数量等于发送端口的数量。例如，端口P1、 P3和P4属于VLAN 101，端口P2， P3和P4 属于VLAN102。因为环回端口属于两个VLAN,端口 P3和P4发 送的数据帧必须是带VLAN-tag的，这两个端口设为自环回。将端口及其VLAN属性配置好后，在每组就形成了若干广播域。 按照二层转发流程，如果一个数据帧查找二层转发表失败，就会在 VLAN中广播。由于在初始化时已禁止了所有端口的MAC地址学 习功能，所以二层转发表始终是空的，从所有端口4矣收上来的帧自 然会形成广播。步骤三，交换机CPU构造一个测试数据帧，这个凄t据帧必须带 发送端口的VLAN-tag，如VLAN 101 ，然后CPU将凄t据帧发送给 任一环回端口 ，则立即会在环回端口之间形成广播风暴。例如，端口 P3接收到一个数据帧，VLAN-Tag是VLAN 101 ， 就会在VLAN 101中形成广播，于是端口 Pl和端口 P4就会各发出 一个数据帧。端口P4是自环回的，马上会接收到一个数据帧，同样 会在VLAN 101中形成广4番，于是端口 Pl和端口 P3又各发出一个凄t据帧。那么端口 P3也是自环回的，.......凄丈据帧在两个环回端口之间震荡，如此广4番形成风暴，端口 Pl实现了源源不断的向外线速 发送测试流量。同理，CPU向环回端口发送一个VLAN-tag为102的数据帧， 则发送端口 P2也可以线速发送测试J史据流量。步骤四，在发送端口发送测试数据流量的同时，CPU可以通过 读取发送端口的端口计数器，对发送速率和发送总量进行统计。可 以实时显示在控制台终端，供测试人员参考。CPU还可以根据测试 要求可以对发送端口进行出口限速，实现发送不同速率的测试数据流o如果需要捕获报文，可以配置端口 sFlow (流采冲羊)功能并上 报CPU,或配置端口 ACL (访问控制列表)，对接收的数据帧进行 过滤和重定向。步骤五，将端口 P3或者端口 P4中任意一个的环回解除，则广 播风暴停止，端口 Pl和端口 P2也就停止发送。从而可以控制端口 发送测试数据帧的开始和结束。运用这样的方法，四^^一组的端口中就可以有两个端口向外发送数据帧，整体看50%的发送端口产生线速测试数据流量，另外50% 的端口用来广4番风暴。通过运用该实施例，可以很容易地将二、三层通讯设备作为测 试设备来使用。该实施例一方面可以测试其它i殳备，即将两个发送 端口接到被测设备上；另外也可以进行自测，将两个出流量的端口 互连，通过客户端软件进行流量统计，达到自己发送线速流量测试 自己的效果，从而节省了专用测试仪的使用，对于通讯设备研发和 生产来说，都大大降低了成本。该实施例简单实用，测试效率较高， 尤其适用于生产线检验测试。本发明的实施例还提供了一种以太网交换机，包括多个第二类端口 ，用于接收具有虚拟局域网的虚拟局域网标签 的测试数据帧，并在虛拟局域网标签所对应的虚拟局域网内广播测 试凝:据帧以在第二类端口之间形成广播风暴；第一类端口 ，用于向待测试设备转发其接收到的广播风暴带来 的测试凄t据帧；其中， 一个第一类端口和多个第二类端口构成一个 虚拟局域网，虚拟局域网的虛拟局域网标签与虛拟局i或网内的第一 类端口的朽4只相7于应；发送单元，用于将测试凄t据帧发送到一个第二类端口。该实施例的以太网交换机通过利用可控的广播风暴结合端口 VLAN划分实现端口线速发送测试凄t据帧，解决了在-殳有网络处理 器也没有FPGA的i殳备上不能实多见端口线速发送测试凄史据帧的问 题，从而不必使用专用测试仪就可以对待测试设备进4亍测试，大大 降低了研发和生产成本。优选的，该以太网交换4几中第一类端口的凄t量为多个；其中， 针对每个第一类端口建立的每个虚拟局域网均包括多个第二类端 口，且第一类端口和第二类端口的凄t量相同。优选的，该以太网交换机中第一类端口和第二类端口的数量均为2。优选的，该以太网交换机中2个第一类端口与待测试设备连接， 其用于向待测试设备发送测试数据帧以对待测试设备进行测试。优选的，该以太网交换才几中2个第一类端口互连，用于对该以 太网交换才几进行测试。本发明上述实施例的用于以太网交换才几的端口线速发送测试Jt 据帧的方法及装置，通过利用可控的广播风暴结合端口 VLAN划分 实现端口线速发送测试数据帧，解决了在没有网络处理器也没有 FPGA的设备上不能实现端口线速发送测试数据帧的问题，不必使 用专用测试仪就可以对待测试设备进行测试，大大降4氐了研发和生 产成本。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各才莫块单 元或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的 计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网^"上，可选地， 它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们 存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个 集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电 路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。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保护范围之内。
权利要求
1. 一种用于以太网交换机的端口线速发送测试数据帧的方法，其特征在于，包括以下步骤建立虚拟局域网，一个所述虚拟局域网包括一个第一类端口和多个第二类端口，其中，所述虚拟局域网的虚拟局域网标签与所述虚拟局域网内的所述第一类端口的标识相对应；将具有所述虚拟局域网的虚拟局域网标签的测试数据帧发送到一个所述第二类端口；接收到所述测试数据帧的所述第二类端口在所述虚拟局域网标签所对应的虚拟局域网内广播所述测试数据帧以在多个所述第二类端口之间形成广播风暴；所述第一类端口向待测试设备转发其接收到的所述广播风暴带来的所述测试数据帧。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括建立多个所述第一类端口；其中，针对每个所述第一类端口建立的每个所述虚拟局域 网均包括所述多个第二类端口 ，且所述第一类端口和所述第二 类端口的数量相同。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述第一类端口和 所述第二类端口的数量均为2。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一类端口向 待测试设备转发其接收到的所述广播风暴带来的所述测试数 据帧具体包括将2个所述第一类端口与待测试设备连接并向所述待测 试设备发送所述测试数据帧对所述待测试设备进行测试。
5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，2个所述第一类端 口属于同一台以太网交换机，所述第一类端口向待测试设备转 发其接收到的所述广播风暴带来的所述测试数据帧具体包括将所述以太网交换机作为所述待测试i殳备，将2个所述第 一类端口互连以对所述以太网交换才几进行测试。
6. —种以太网交换才几，其特4正在于，包括多个第二类端口 ，用于接收具有虚拟局i或网的虚拟局域网 标签的测试^:据帧，并在所述虚拟局i或网标签所对应的虚拟局 域网内广播所述观'H式数据帧以在所述第二类端口之间形成广 播风暴；第一类端口 ，用于向待测试设备转发其接收到的所述广播 风暴带来的所述测试数据帧；其中， 一个所述第一类端口和多 个所述第二类端口构成一个所述虚拟局域网，所述虚拟局域网 的虚拟局i或网标签与所述虛拟局i或网内的所述第 一类端口的 标识相对应；发送单元，用于将所述测试^t据帧发送到一个所述第二类 端口。
7. 根据权利要求6所述的以太网交换机，其特征在于所述第 一类端口的数量为多个；其中，针对每个所述第一类端口建立的每个所述虚拟局域 网均包括所述多个第二类端口 ，且所述第一类端口和所述第二 类端口的凄t量相同。
8. 才艮据4又利要求7所述的以太网交换才几，其特4正在于所述第一 类端口和所述第二类端口的l史量均为2。
9. 根据权利要求8所述的以太网交换机，其特征在于2个所述 第一类端口与待测试设备连接，其用于向所述待测试设备发送 所述测试数据帧以对所述待测试设备进行测试。
10. 根据权利要求8所述的以太网交换机，其特征在于2个所述 第一类端口互连，用于对所述以太网交换才几进行测试。
全文摘要
本发明提供一种用于以太网交换机的端口线速发送测试数据帧的方法，包括以下步骤建立虚拟局域网，一个虚拟局域网包括一个第一类端口和多个第二类端口，其中，虚拟局域网的虚拟局域网标签与虚拟局域网内的第一类端口的标识相对应；将具有虚拟局域网的虚拟局域网标签的测试数据帧发送到一个第二类端口；接收到测试数据帧的第二类端口在虚拟局域网标签所对应的虚拟局域网内广播测试数据帧以在多个第二类端口之间形成广播风暴；第一类端口向待测试设备转发其接收到的广播风暴带来的测试数据帧。通过本发明的技术方案，可以在没有网络处理器也没有FPGA的设备端口线速发送测试数据帧，降低了研发和生产成本。
文档编号H04L12/56GK101272289SQ20081009679
公开日2008年9月24日 申请日期2008年5月9日 优先权日2008年5月9日
发明者张海峰, 毛继平, 符培炯 申请人:中兴通讯股份有限公司