测试交换机的mac地址老化时间的方法及网络分析仪的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种测试交换机的MAC地址老化时间的方法及网络分析仪，根据所述方法，所述网络分析仪通过交换机的第一端口广播包含源MAC地址和目的MAC地址的学习帧；在监测到交换机的第二、第三端口输出所述学习帧时，以预设的频率向第二端口发送以所述学习帧的源MAC地址为目的MAC地址、以所述学习帧的目的MAC地址为源MAC地址的单播数据帧至交换机的第一端口，并记录所发送的单播数据帧的数量，同时监测第三端口的输出；接着，所述网络分析仪在监测到第三端口输出泛洪到第三端口的单播数据帧时，记录所接收的单播数据帧的数量；所述网络分析仪根据公式(a1-a2)/f来计算所述MAC地址老化时间。本发明能够避免直接监测两时间点所带来的误差。
【专利说明】测试交换机的MAC地址老化时间的方法及网络分析仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测试方法，特别是涉及一种测试交换机的MAC地址老化时间的方法及网络分析仪。
【背景技术】
[0002]交换机中都保存有动态转发地址表(由源mac地址、目的mac地址和它们相对应的交换机的端口号)，由于交换机的存储空间有限，因此需要对所保存的动态转发地址表进行清理，以保证交换机能够及时转发所接收的数据，清理的时间也叫老化时间，是一个影响交换机学习进程的参数。
[0003]老化时间的数值范围从10秒?1，000, 000秒，缺省值为300秒。过长的老化时间会导致交换机内的MAC地址表超期，从而使交换机做出一些不正确的过滤/转发决定。但是，如果老化时间过短，会造成地址表刷新太快，大量接收到的数据包的目的地址在MAC地址表中找不到，致使交换机只能将这些数据包广播给所有端口，这样大大地削弱了交换机的优点。因此，需要对每台交换机进行MAC地址的老化时间测试。
[0004]现有的测试MAC地址老化时间的方法都是依据确定交换机建立MAC地址-端口对应关系的时间，以及监测上述对应关系消失的时间，无论是手工监测还是计算机监测都存
在较大误差。
[0005]为了提高测试精度，需要对现有的测试方法进行改进。
【发明内容】
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种测试交换机的MAC地址老化时间的方法及网络分析仪，用于解决现有技术中测试MAC地址老化时间的方法误差较大的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种测试交换机的MAC地址老化时间的方法，应用于包含三个端口的交换机和与每个端口相连的网络分析仪所构成的测试环境，包括:所述网络分析仪通过所述交换机的第一端口广播包含源MAC地址和目的MAC地址的学习帧；所述网络分析仪在监测到所述交换机的第二、第三端口输出所述学习帧时，以预设的频率向所述第二端口发送以所述学习帧的源MAC地址为目的MAC地址、以所述学习帧的目的MAC地址为源MAC地址的单播数据帧至所述交换机的第一端口，并记录所发送的单播数据帧的数量，同时监测第三端口的输出；所述网络分析仪在监测到所述第三端口输出所述交换机泛洪到所述第三端口的单播数据帧时，记录所接收的单播数据帧的数量；所述网络分析仪根据公式(al_a2)/f来计算所述交换机的MAC地址老化时间，其中，al为所述第二端口所发送的单播数据帧的数量，a2为所述交换机泛洪到所述第三端口的单播数据帧的数量，f为所述频率。
[0008]优选地，还包括:所述网络分析仪将所发出的学习帧、单播数据帧和所记录的数量
予以显示。[0009]优选地，还包括:所述网络分析仪在监测到所述交换机的第二、第三端口输出所述学习帧时，利用发送第一个单播数据帧之前的间隙清除所显示的学习帧的记录。
[0010]优选地，所述频率为固定值且根据所要测试的交换机MAC地址老化时间的精度要求和交换机的系统带宽来设定。
[0011]优选地，所述频率为I个单播数据帧/秒。
[0012]基于上述目的，本发明还提供一种网络分析仪，用于测试交换机的MAC地址老化时间，其中，所述交换机包含三个端口，所述网络分析仪与每个端口相连，其包括:广播测试模块，用于通过所述第一端口广播包含源MAC地址和目的MAC地址的学习帧，并监测所述第二、第三端口，并在监测到所述第二、第三端口输出所述学习帧，输出单播发送指令；与所述广播测试模块相连的单播测试模块，用于在接收到所述单播发送指令时，以预设的频率向所述第二端口发送以所述学习帧的源MAC地址为目的MAC地址、以所述学习帧的目的MAC地址为源MAC地址的单播数据帧至所述交换机的第一端口，记录所发送的单播数据帧的数量，并监测第三端口的输出，在监测到所述第三端口输出所述交换机泛洪到所述第三端口的单播数据帧时，记录所接收的单播数据帧的数量；与所述单播测试模块相连的数据处理模块，用于根据公式(al_a2)/f来计算所述交换机的MAC地址老化时间，其中，al为所述第二端口所发送的单播数据帧的数量，a2为所述交换机泛洪到所述第三端口的单播数据帧的数量，f为所述频率。
[0013]优选地，所述网络分析仪还包括显示屏；所述广播测试模块将所发出的学习帧输至所述显示屏予以显示；所述单播测试模块将所发出的单播数据帧和所记录的数量输至所述显示屏予以显示。
[0014]优选地，所述单播测试模块还用于在接收到所述单播发送指令时，利用发送第一个单播数据帧之前的间隙清除所显示的学习帧的记录。
[0015]优选地，所述频率为固定值且根据所要测试的交换机MAC地址老化时间的精度要求和交换机的系统带宽来设定。
[0016]优选地，所述频率为I个单播数据帧/秒。
[0017]如上所述，本发明的测试交换机的MAC地址老化时间的方法及网络分析仪，具有以下有益效果:利用发送预设频率的单播数据帧的数量与接收所述单播数据帧的数量之差及预设频率来计算老化时间，能够有效避免直接监测两时间点所带来的误差。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1显示为本发明的测试交换机的MAC地址老化时间的方法的流程图。
[0019]图2显示为本发明的网络分析仪的结构示意图。
[0020]元件标号说明
[0021]I 网络分析仪
[0022]11 第一接口
[0023]12 第 二接口
[0024]13 第三接口
[0025]14 广播测试模块
[0026]15 单播测试模块[0027]16 数据处理模块
[0028]2 交换机
[0029]21 第一端口
[0030]22 第二端口
[0031]23 第三端口
[0032]SI ?S4 步骤
【具体实施方式】
[0033]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0034]请参阅图1，本发明提供一种测试交换机的MAC地址老化时间的方法，应用于包含三个端口的交换机和与每个端口相连的网络分析仪所构成的测试环境。需要说明的是，本发明也适用于包含更多端口的交换机的测试。
[0035]其中，所述交换机中未保存所要测试的源MAC地址-目的MAC地址-端口的动态转发地址表，所述测试方法主要由所述网络分析仪来执行。其中，所述网络分析仪可以是单独的分析仪器，也可以为安装有网络分析软件的计算机设备。
[0036]在步骤SI中，所述网络分析仪通过所述交换机的第一端口广播包含源MAC地址和目的MAC地址的学习帧。
[0037]具体地，所述网络分析仪先向所述交换机的第一端口广播包含源MAC地址和目的MAC地址的学习帧，所广播的学习帧的数量可以是一个也可以是多个，如此所述交换器的所有端口根据所广播的学习帧来建立所述源MAC地址-目的MAC地址-第一端口的对应关系，其中，由于所述网络分析仪向所述第一端口发送学习帧，则所述交换机建立第一端口与所述源MAC地址的对应关系，而第二、第三端口则转发所述学习帧。
[0038]在步骤S2中，所述网络分析仪在监测到所述交换机的第二、第三端口输出所述学习帧时，以预设的频率向所述第二端口发送以所述学习帧的源MAC地址为目的MAC地址、以所述学习帧的目的MAC地址为源MAC地址的单播数据帧至所述交换机的第一端口，并记录所发送的单播数据帧的数量，同时监测第三端口的输出。其中，为了计算方便，所述频率为固定值且根据所要测试的交换机MAC地址老化时间的精度要求和交换机的系统带宽来设定，例如，所述频率为I个单播数据帧/秒。
[0039]具体地，所述网络分析仪在监测到所述交换机的第二、第三端口输出所述学习帧时，说明所述交换机的第二、三端口已建立了源MAC地址-端口的对应关系，此时开始计算所述交换机的MAC地址的老化时间，则所述网络分析仪停止再广播所述学习帧，而是以所述频率向第二端口发送以所述学习帧的源MAC地址为目的MAC地址、以所述学习帧的目的MAC地址为源MAC地址的单播数据帧，则所述交换机根据所保存的源MAC地址-目的MAC地址-第一端口的对应关系，以及所述单播数据帧中的目的MAC地址，将所述单播数据帧转至第一端口输出，同时，所述网络分析仪记录所发送的单播数据帧的数量，并监测第三端口的输出。
[0040]由于所述交换机的MAC地址老化时间尚未结束，所述交换机并不会将所述单播数据帧转至所述第三端口，因此，所述网络分析仪不会接收到来自第三端口的单播数据帧。同时，所述网络分析仪以预设的频率发送单播数据帧，则只要记录所发出的单播数据帧的数量，即可得知发送单播数据帧的时长。
[0041]在步骤S3中，所述网络分析仪在监测到所述第三端口输出所述交换机泛洪到所述第三端口的单播数据帧时，记录所接收的单播数据帧的数量。
[0042]具体地，所述网络分析仪在监测到所述第三端口输出所述单播数据帧时，说明所述交换机的MAC地址老化时间已到，所述交换机中删除了源MAC地址-第一端口的对应关系，而泛洪的向所有端口转发所述单播数据帧。这时，所述网络分析仪开始记录所述第三端口输出单播数据帧的数量。
[0043]在步骤S4中，所述网络分析仪根据公式(al_a2)/f来计算所述交换机的MAC地址老化时间，其中，al为所发送的单播数据帧的数量，a2为所接收的单播数据帧的数量，f为所述频率。
[0044]具体地，所述网络分析仪在技术人员的操作下停止发送单播数据帧，则根据上述公式来计算所述交换机的MAC地址老化时间。
[0045]作为一种优选方案，所述网络分析仪还设有显示屏，则所述测试方法还包括:所述网络分析仪将所发出的学习帧、单播数据帧和所记录的数量予以显示，以便技术人员观察测试过程。
[0046]例如，所述网络分析仪将所发出的学习帧、单播数据帧和所记录的数量以表格形式显示在显示屏中。
[0047]更为优选地，所述网络分析仪在监测到所述交换机的第二、第三端口输出所述学习帧时，利用发送第一个单播数据帧之前的间隙清除所显示的学习帧的记录。
[0048]具体地，所述网络分析仪在监测到所述交换机的第二、第三端口输出所述学习帧时，开始按照预设的频率来输出所述单播数据帧，在输出第一个所述单播数据帧之前的时间周期中，所述网络分析仪先清除清除所显示的学习帧的记录。如此，能够让技术人员清楚的观测MAC地址老化时间的测试过程，还不会对单播数据帧的发送时机造成干扰。
[0049]如图2所示，本发明还提供一种网络分析仪。用于测试交换机的MAC地址老化时间，其中，所述交换机2包含三个端口，所述网络分析仪I与每个端口相连。具体地，所述网络分析仪I包括三个接口，第一接口 11与所述交换机2的第一端口 21相连，第二接口 12与所述交换机2的第二端口 22相连，第三接口 13与所述交换机2的第三端口 23相连，所述网络分析仪I还包括广播测试模块14、单播测试模块15以及数据处理模块16。
[0050]所述广播测试模块14用于通过所述第一端口 21广播包含源MAC地址和目的MAC地址的学习帧，并监测所述第二、第三端口 22、23，并在监测到所述第二、第三端口 22、23输出所述学习帧，输出单播发送指令。本实施例中，所述广播测试模块14包含网卡、CPU、存储器、与三者相连的总线和软件。所述广播测试模块14还通过所述网卡与所述第一、第二和第三接口 11、12、13相连，以输出/接收所述学习帧。
[0051]具体地，所述广播测试模块14先向所述交换机2的第一端口 21广播包含源MAC地址和目的MAC地址的学习帧，所广播的学习帧的数量可以是一个也可以是多个，如此所述交换器的所有端口根据所广播的学习帧来建立所述源MAC地址-目的MAC地址-第一端口 21的对应关系，其中，由于所述网络分析仪I向所述第一端口 21发送学习帧，则所述交换机2建立所述源MAC地址-目的MAC地址-第一端口 21的对应关系，而第二、第三端口22,23则转发所述学习帧。所述广播测试模块14在监听到所述第二、第三端口 22、23输出所述学习帧时，输出单播发送指令至所述单播测试模块15。
[0052]所述单播测试模块15用于在接收到所述单播发送指令时，以预设的频率向所述第二端口 22发送以所述学习帧的源MAC地址为目的MAC地址、以所述学习帧的目的MAC地址为源MAC地址的单播数据帧至所述交换机的第一端口 21，记录所发送的单播数据帧的数量，并监测第三端口 23的输出，在监测到所述第三端口 23输出所述交换机泛洪到所述第三端口 23的单播数据帧时，记录所接收的单播数据帧的数量。本实施例中，所述单播测试模块15包含网卡、CPU、存储器、与三者相连的总线和软件。所述单播测试模块15还通过所述网卡与所述第二和第三接口 12、13相连，以输出/接收所述单播数据帧。其中，为了计算方便，所述频率为固定值且根据所要测试的交换机MAC地址老化时间的精度要求和交换机的系统带宽来设定，例如，所述频率为I个单播数据帧/秒。
[0053]具体地，所述单播测试模块15在监测到所述交换机2的第二、第三端口 22、23输出所述学习帧时，说明所述交换机2的第二、三端口 22、23已建立了源MAC地址-目的MAC地址-第一端口 21的对应关系，此时开始计算所述交换机2的MAC地址的老化时间，则所述单播测试模块15停止再广播所述学习帧，而是以所述频率向第二端口 22发送以所述学习帧的源MAC地址为目的MAC地址、以所述学习帧的目的MAC地址为源MAC地址的单播数据帧，则所述交换机2根据所保存的源MAC地址-第一端口 21的对应关系，以及所述单播数据帧中的目的MAC地址，将所述单播数据帧转至第一端口 21输出，同时，所述单播测试模块15记录所发送的单播数据帧的数量，并监测第三端口 23的输出。
[0054]由于所述交换机2的MAC地址老化时间尚未结束，所述交换机2并不会将所述单播数据帧转至所述第三端口 23，因此，所述单播测试模块15不会接收到来自第三端口 23的单播数据帧。同时，所述单播测试模块15以预设的频率发送单播数据帧，则只要记录所发出的单播数据帧的数量，即可得知发送单播数据帧的时长。
[0055]接着，所述单播测试模块15在监测到所述第三端口 23输出所述交换机泛洪到所述第三端口 23的单播数据帧时，说明所述交换机2的MAC地址老化时间已到，所述交换机2中删除了源MAC地址-第一端口 21的对应关系，而泛洪的向所有端口转发所述单播数据帧。这时，所述单播测试模块15开始记录所述第三端口 23输出单播数据帧的数量。
[0056]所述数据处理模块16与所述单播测试模块15相连，用于根据公式(al_a2)/f来计算所述交换机2的MAC地址老化时间，其中，al为所述第二端口 22所发送的单播数据帧的数量，a2为所述交换机泛洪到所述第三端口 23的单播数据帧的数量(也就是所述第三端口 23所接收的单播数据帧的数量)，f为所述频率。
[0057]具体地，所述网络分析仪I在技术人员的操作下停止发送单播数据帧，则所述数据处理模块16根据上述公式来计算所述交换机2的MAC地址老化时间。
[0058]作为一种优选方案，所述网络分析仪I还设有显示屏(未予图示)，则所述网络分析仪I还包括显示屏；所述广播测试模块14将所发出的学习帧输至所述显示屏予以显示；所述单播测试模块15将所发出的单播数据帧和所记录的数量输至所述显示屏予以显示。[0059]例如，所述广播测试模块14和单播测试模块15将所发出的学习帧、单播数据帧和所记录的数量以表格形式显示在显示屏中。
[0060]更为优选地，所述单播测试模块15在接收到所述单播发送指令时，利用发送第一个单播数据帧之前的间隙清除所显示的学习帧的记录。
[0061]具体地，所述单播测试模块15在监测到所述交换机2的第二、第三端口 23输出所述学习帧时，开始按照预设的频率来输出所述单播数据帧，在输出第一个所述单播数据帧之前的时间周期中，所述单播测试模块15先清除清除所显示的学习帧的记录。如此，能够让技术人员清楚的观测MAC地址老化时间的测试过程，还不会对单播数据帧的发送时机造成干扰。
[0062]综上所述，本发明的测试交换机的MAC地址老化时间的方法及网络分析仪，利用发送预设频率的单播数据帧的数量与接收所述单播数据帧的数量之差及预设频率来计算老化时间，能够有效避免直接监测两时间点所带来的误差；另外，将所发送/接收到的各数据帧、数量显示在显示屏中能够帮助技术人员来观测测试过程；此外，在显示所统计的单播数据帧之前，将学习帧的记录清楚，能够帮助技术人员观测测试过程。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0063]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种测试交换机的MAC地址老化时间的方法，应用于包含三个端口的交换机和与每个端口相连的网络分析仪所构成的测试环境，其特征在于，包括: 所述网络分析仪通过所述交换机的第一端口广播包含源MAC地址和目的MAC地址的学习帧； 所述网络分析仪在监测到所述交换机的第二、第三端口输出所述学习帧时，以预设的频率向所述第二端口发送以所述学习帧的源MAC地址为目的MAC地址、以所述学习帧的目的MAC地址为源MAC地址的单播数据帧至所述交换机的第一端口，并记录所发送的单播数据帧的数量，同时监测第三端口的输出； 所述网络分析仪在监测到所述第三端口输出所述交换机泛洪到所述第三端口的单播数据帧时，记录所接收的单播数据帧的数量； 所述网络分析仪根据公式(al_a2) /f来计算所述交换机的MAC地址老化时间，其中，al为所述第二端口所发送的单播数据帧的数量，a2为所述交换机泛洪到所述第三端口的单播数据帧的数量，f为所述频率。
2.根据权利要求1所述的测试交换机的MAC地址老化时间的方法，其特征在于，还包括:所述网络分析仪将所发出的学习帧、单播数据帧和所记录的数量予以显示。
3.根据权利要求2所述的测试交换机的MAC地址老化时间的方法，其特征在于，还包括:所述网络分析仪在监测到所述交换机的第二、第三端口输出所述学习帧时，利用发送第一个单播数据帧之前的间隙清除所显示的学习帧的记录。
4.根据权利要求1所述的测试交换机的MAC地址老化时间的方法，其特征在于，所述频率为固定值且根据所要测试的交换机MAC地址老化时间的精度要求和交换机的系统带宽来设定。`
5.根据权利要求1所述的测试交换机的MAC地址老化时间的方法，其特征在于，所述频率为I个单播数据帧/秒。
6.一种网络分析仪，用于测试交换机的MAC地址老化时间，其中，所述交换机包含三个端口，所述网络分析仪与每个端口相连，其特征在于，包括: 广播测试模块，用于通过所述第一端口广播包含源MAC地址和目的MAC地址的学习帧，并监测所述第二、第三端口，并在监测到所述第二、第三端口输出所述学习帧，输出单播发送指令； 与所述广播测试模块相连的单播测试模块，用于在接收到所述单播发送指令时，以预设的频率向所述第二端口发送以所述学习帧的源MAC地址为目的MAC地址、以所述学习帧的目的MAC地址为源MAC地址的单播数据帧至所述交换机的第一端口，记录所发送的单播数据帧的数量，并监测第三端口的输出，在监测到所述第三端口输出所述交换机泛洪到所述第三端口的单播数据帧时，记录所接收的单播数据帧的数量； 与所述单播测试模块相连的数据处理模块，用于根据公式(al_a2)/f来计算所述交换机的MAC地址老化时间，其中，al为所述第二端口所发送的单播数据帧的数量，a2为所述交换机泛洪到所述第三端口的单播数据帧的数量，f为所述频率。
7.根据权利要求6所述的网络分析仪，其特征在于，所述网络分析仪还包括显示屏；所述广播测试模块将所发出的学习帧输至所述显示屏予以显示；所述单播测试模块将所发出的单播数据帧和所记录的数量输至所述显示屏予以显示。
8.根据权利要求7所述的网络分析仪，其特征在于，所述单播测试模块还用于在接收到所述单播发送指令时，利用发送第一个单播数据帧之前的间隙清除所显示的学习帧的记录。
9.根据权利要求6所述的网络分析仪，其特征在于，所述频率为固定值且根据所要测试的交换机MAC地址老化时间的精度要求和交换机的系统带宽来设定。
10.根据权利要求6所述的网络`分析仪，其特征在于，所述频率为I个单播数据帧/秒。
【文档编号】H04L12/26GK103684920SQ201310697594
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】黄俊峰, 徐鑫, 黄辉, 刘朋 申请人:上海斐讯数据通信技术有限公司