核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試技術(shù)

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文章來(lái)源：泛普軟件 建設(shè)一張電信級(jí)的IP網(wǎng)絡(luò)，在此網(wǎng)絡(luò)上承載多種業(yè)務(wù)，已經(jīng)成為業(yè)界絕大多數(shù)人的共識(shí)。在此背景下，過(guò)去幾年中，中國(guó)的電信運(yùn)營(yíng)商相繼開(kāi)始建設(shè)電信級(jí)IP承載網(wǎng)，如中國(guó)電信的CN2、中國(guó)網(wǎng)通的IP承載網(wǎng)和中國(guó)移動(dòng)的IP專網(wǎng)等。

隨著網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的升級(jí)，網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的重要性日益突出，網(wǎng)絡(luò)測(cè)試是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)。首先，網(wǎng)絡(luò)測(cè)試能夠?yàn)殡娦胚\(yùn)營(yíng)商被測(cè)網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)客觀的技術(shù)參數(shù)，幫助電信運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)評(píng)估驗(yàn)收；其次，網(wǎng)絡(luò)測(cè)試還能夠?yàn)殡娦胚\(yùn)營(yíng)商提供未來(lái)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和業(yè)務(wù)開(kāi)展的依據(jù)。

一、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試各種技術(shù)比較

在網(wǎng)絡(luò)測(cè)試中，被測(cè)網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)，因此測(cè)量方法的選擇是非常重要的，所選擇的測(cè)試方法既要能夠完整、簡(jiǎn)便地測(cè)量網(wǎng)絡(luò)，又不能對(duì)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)造成沖擊。網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的一個(gè)特點(diǎn)是地域上的分散性，因此測(cè)試中的控制權(quán)問(wèn)題、時(shí)鐘同步問(wèn)題也需要在網(wǎng)絡(luò)測(cè)試中認(rèn)真對(duì)待；同時(shí)，不同的網(wǎng)絡(luò)承載不同的業(yè)務(wù)，對(duì)各種技術(shù)參數(shù)的要求也不一樣，因此在測(cè)試中，需要根據(jù)具體情況制定具體的測(cè)試內(nèi)容。

另外，網(wǎng)絡(luò)測(cè)試和單機(jī)測(cè)試相比，具有更高的復(fù)雜度和靈活性，需要在測(cè)試前進(jìn)行完善的測(cè)試規(guī)劃，以保證測(cè)試順利、正確的完成。

下面，我們分別從網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的測(cè)試方法、測(cè)試控制、時(shí)鐘同步、測(cè)試內(nèi)容等方面對(duì)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試技術(shù)進(jìn)行闡述。

1．網(wǎng)絡(luò)測(cè)試方法比較

網(wǎng)絡(luò)測(cè)試有多種測(cè)試方法，根據(jù)測(cè)試中是否向被測(cè)網(wǎng)絡(luò)注入測(cè)試流量，可以將網(wǎng)絡(luò)測(cè)試方法分為主動(dòng)測(cè)量和被動(dòng)測(cè)量。

主動(dòng)測(cè)量是指在測(cè)試前選定的測(cè)試點(diǎn)上，利用測(cè)量工具有目的地主動(dòng)向被測(cè)網(wǎng)絡(luò)注入測(cè)試流量，并根據(jù)這些測(cè)試流量的傳送情況來(lái)分析網(wǎng)絡(luò)技術(shù)參數(shù)的測(cè)試方法。主動(dòng)測(cè)量具備良好的靈活性，它能夠根據(jù)測(cè)量環(huán)境明確控制測(cè)量中所產(chǎn)生的測(cè)量流量的特征，如特性、采樣技術(shù)、時(shí)標(biāo)頻率、調(diào)度、包大小、類型（模擬各種應(yīng)用）等，主動(dòng)測(cè)量使得測(cè)量能夠按照測(cè)量者的意圖進(jìn)行，容易進(jìn)行場(chǎng)景仿真，對(duì)QoS和SLA的檢驗(yàn)簡(jiǎn)單明確。

主動(dòng)測(cè)量的問(wèn)題在于安全性。主動(dòng)測(cè)量主動(dòng)向被測(cè)網(wǎng)絡(luò)注入測(cè)試流量，是“入侵式”的測(cè)量，必然會(huì)帶來(lái)一定的安全隱患。如果在測(cè)試中進(jìn)行細(xì)致的測(cè)試規(guī)劃，可以降低主動(dòng)測(cè)量的安全隱患。

被動(dòng)測(cè)量是指利用特定測(cè)試工具收集網(wǎng)絡(luò)中活動(dòng)的元素（包括路由器、交換機(jī)、服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）的特定信息，以這些信息作為參考，通過(guò)量化分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能、功能進(jìn)行測(cè)量的方法。常用的被動(dòng)測(cè)量方式包括：通過(guò)SNMP協(xié)議讀取相關(guān)MIB信息，通過(guò)Sniffer、Ethereal等專用數(shù)據(jù)包捕獲分析工具進(jìn)行測(cè)量。

被動(dòng)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是它的安全性。被動(dòng)測(cè)量不會(huì)主動(dòng)向被測(cè)網(wǎng)絡(luò)注入測(cè)試流量，因此就不會(huì)存在注入DDoS、網(wǎng)絡(luò)欺騙等安全隱患；被動(dòng)測(cè)量的缺點(diǎn)是不夠靈活，局限性較大，而且因?yàn)槭潜粍?dòng)的收集信息，并不能按照測(cè)量者的意愿進(jìn)行測(cè)量，會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)、測(cè)試工具等多方面的限制；另外，被動(dòng)測(cè)量的參數(shù)也不夠全面，尤其在網(wǎng)絡(luò)連接性和QoS測(cè)量方面。

主動(dòng)測(cè)量和被動(dòng)測(cè)量各自特點(diǎn)如表1所示。 

2．網(wǎng)絡(luò)測(cè)試控制比較

網(wǎng)絡(luò)測(cè)試中，對(duì)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的控制可以分為集中控制和分布式控制。

集中控制是指在網(wǎng)絡(luò)測(cè)試中，選擇一個(gè)測(cè)試點(diǎn)對(duì)測(cè)試進(jìn)行統(tǒng)一控制，統(tǒng)一進(jìn)行測(cè)試任務(wù)的管理、分發(fā)和測(cè)試結(jié)果的收集。集中控制的優(yōu)點(diǎn)在于具備良好的測(cè)試同步性，參與測(cè)試的所有測(cè)試點(diǎn)統(tǒng)一開(kāi)始/停止測(cè)試，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和進(jìn)行測(cè)試調(diào)度。缺點(diǎn)是測(cè)試中的控制信令必須經(jīng)由被測(cè)網(wǎng)絡(luò)，因此，測(cè)試中被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的任何故障都會(huì)影響到測(cè)試的控制，嚴(yán)重時(shí)，特別是出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)試控制信令的丟失，從而失去測(cè)試控制權(quán)

分布式控制是指在網(wǎng)絡(luò)測(cè)試中，由各個(gè)測(cè)試點(diǎn)本地對(duì)測(cè)試進(jìn)行控制，獨(dú)自控制測(cè)試進(jìn)程,本地收集測(cè)試結(jié)果。分布式控制的優(yōu)點(diǎn)恰好是集中控制的缺點(diǎn)，而它的缺點(diǎn)也就是集中控制的優(yōu)點(diǎn)。表2為兩種方式的比較。

3．時(shí)鐘同步方式比較

時(shí)鐘問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)測(cè)試中一個(gè)非常重要的問(wèn)題，由時(shí)鐘帶來(lái)的誤差是網(wǎng)絡(luò)測(cè)試中測(cè)量誤差的主要來(lái)源，尤其對(duì)單向時(shí)延的測(cè)量，參與測(cè)量的兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí)鐘同步程度的好壞直接影響測(cè)試結(jié)果的正確性。

目前常用的時(shí)鐘同步方法是NTP（NetworkTimeProtocol，網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議）時(shí)鐘同步和GPS（GlobalPosition System，全球定位系統(tǒng)）時(shí)鐘同步。

NTP時(shí)鐘同步是目前Internet上采用最為廣泛的一種時(shí)鐘同步方式，NTP的同步結(jié)構(gòu)采用樹(shù)型結(jié)構(gòu)，處于同步樹(shù)頂端的是一級(jí)時(shí)間服務(wù)器（Stratum1），它通過(guò)精確的外部時(shí)鐘源獲取時(shí)間，一級(jí)向下是二級(jí)時(shí)間服務(wù)器（Stratum2），NTP最多允許有15級(jí)時(shí)間服務(wù)器。

NTP時(shí)鐘同步采用靈活的C/S模型，它有三種工作方式：C/S模式、Peer模式、廣播/組播模式。在C/S模式中，客戶端向服務(wù)器發(fā)送Request，服務(wù)器通過(guò)Response回應(yīng)該請(qǐng)求，客戶端根據(jù)Response信息調(diào)整自己的時(shí)鐘；在Peer模式下，對(duì)等體互為服務(wù)器和客戶端互相調(diào)整自己的時(shí)鐘和對(duì)端同步；在廣播/組播模式下，服務(wù)器周期性地向客戶端發(fā)送廣播/組播包進(jìn)行時(shí)鐘同步。