网络测试课程总结

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1、第章内容提要1. 网络测试的必要性2.网络测试的基本概念3.网络测试方法学网络测试的必要性Internet是由大量的设备如路由器、交换机、HUB、防火墙 以及主机等构成的。随着Internet技术和网络规模的飞速发展，用户对网络资源的需 求也空前增长，网络也变得越来越复杂。尤其是网络传输速率的极大提高促进了很多新业务的发展。在IP电话、IPTV成为人们生活一部分的同时，移动IP、WLAN、3G 等技术又将IP的承载平台从有线扩展到了无线。Internet网络测试的必要性不断增加的网络用户和网络服务往往导致网络负担沉重，网络设 备超负荷运行，从而引起网络性能下降，网络各种故障频繁发生，造 成的直

2、接或间接损失也日益增加。这些就对网络建设者和管理者提出了许多新的挑战。如何保证不同业务在IP网络上服务质量？网络安全系数多大？网络管理者如何“未卜先知”网络存在故障？手段精通网络理论和网络管理非常重要但往往不够网络测试网络测试的必要性同时，广大的设备制造商及网络服务提供商需要向Internet保持 兼容性。设备制造商及网络服务提供商也需要某种测试工具，在网络规 划的初期，到网络建成整个过程中对网络进行模拟、分析、排错、改 进、及对网络运行的效果进行测试。网络测试的必要性网络测试工程师是20世纪80年代中期才出现的一个新兴职业， 起源于美国硅谷，大约在20世纪90年代来到中国。今天，网络测试 工

3、程师已经成为IT界一门具有高技能要求、高回报的职业。网络测试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，这些参数包括 可用性、差错率、吞吐量、时延、丢包率、连接建立时间、故障检测 和改正时间等。两种典型的网络测试方式1.使用测试设备单独对网络设备进行测试（单品测试）这种测试多用于在网络设备的研发阶段对设备的质量进行保 障，以提高设备的性能为目标，也可用于多厂家同一档次设备的对比 测试。2. 将网络设备放在具体的网络环境中进行测试这种在真实环境下的测试常用于运营商、企业网中，用以评估 该设备的互通性及互操作性。网络测试贯穿网络产品生命周

4、期与网络建设生命周期。网络测试的时间通常包括产品立项、硬件开发、协议栈开发、系统联调、互通 性验证、性能评估、入网测试、产品售后维护等阶段。例如，系统联调阶段测试可以检验该产品是否能按正常的转发 流程处理分组；性能评估阶段测试可以了解产品的极限转发性能；产 品销售后的维护阶段测试可以帮助技术人员分析设备的故障。网络产品生命周期网络建设生命周期，一般要经历规划设计、开发、部署、 运行和升级五个阶段。网络测试应贯穿其中的每个阶段。网络建设 生命周期1.在规划设计阶段通过测试评价、选择网络设备来优化网络配置。在最好的情况和模拟实际网络运行情况下进行性能、稳定性、 互操作性测试。测试的相关性（正确性）

5、取决于模拟真实网络的程度，但是在 这个阶段的测试是非常有好处的，如一个邮件系统计划支持1000个 用户，通过使用网络测试模拟技术，不用建立足够大的网络就能完成 较准确的测试。网络建设生命周期2. 在开发阶段在C/S应用系统开发过程中，软件工程师在他们的工作站或很 小的局域网中进行功能和性能测试。一旦应用系统稳定且能正常工作 了，用网络测试进行网络级的系统测试来进行系统验证。例如，某运输公司开发的一个应用系统，开发几个月后发现 该应用系统在100个用户使用的情况下达不到预想的传输率。测试发 现采用的网络操作系统在稳定性和性能上都有问题，这些问题阻碍了 应用系统的开发工作，如果应用系统已经进入运行

6、网络系统，那将会 带来更大的损失。网络建设生命周期3. 在部署（组建）阶段这阶段包括软件安装、硬件安装，通常由开发部门、集成部门 来完成。引发网络故障产生的原因通常是系统改变带来的不确定性， 这些不确定性诱发隐含问题。例如，如果估计网络传输层上的负载以10%15%的速度增 长，这在服务器上相当于增加15个用户同时访问。在应用系统正式 安装前，最好在网络实验室使用模拟负载运行网络测试，检测增加负 载会给网络性能造成的影响。4. 在运行阶段在运行网络系统中，使用网络测试监视和管理运行系统的可用 性和响应性。网络测试管理程序或其他测试程序就像一个“幽灵”进 程一样，监视网络并不断报告网络的响应时间、

7、网络服务系统和应用 系统的可用性，这就是服务级的监视。5. 在升级阶段使用网络测试可以帮助网络进行衰减测试和容量规划。衰减 测试用于比较网络升级前后的运行性能，容量规划用于测试网络在不 降低性能的情况下还能承受的负载。例如，通过加速等动作模拟将要增加的网络用户，这样就 可以在网络用户还没有增加前就知道增加用户带来的负载会对网络 的吞吐量、应用系统的响应时间、系统的稳定性造成什么样的影响， 可以使用模拟方法来进行这项测试。不需要打扰网络每天的正常运 行，更不需要将运行系统停下来。网络测试=测试方法+测试工具+测试经验核心：测试方法网络测试方法学概述（1）主要目标是：根据设备、系统或服务的特定目标

8、，定义或描 述设备、系统或服务的类别，说明其相关的性能特征，提出有助于对 特征可参考的一系列度量，并给出收集上述度量的方法学，同时说明 为基准测试结果撰写通用明确的报告的要求等。网络测试方法的含 义（2）涉及内容测试类型测试参数的定义测试包的大小测试协议测量时间 测试点的分布测试点的数目抽样算法抽样频率统计分析方法网 络测试方法的含义内容提要1.概述2.网络测试及其必要性3. 网络测试方法学网络测试的发展网络管理和网络组件开发领域有很多标准，如SNMP (简 单网络管理协议)是网络管理领域公认的标准，现在的网络设备几乎 都支持SNMP，不支持的在事实上就不可能入网。网络测试标准网络测试领域就没

9、有这么幸运了，还没有一个处于支配地 位的公司或机构成功地建立起测试的标准。IETF (互联网工程任务组)成立了基准方法学工作组(BMWG,Benchmarking Methodology Working Group)该工作组以RFC文档的形式提出了测量各种全局网络技术 性能的相关建议，以规范对各类网络互连技术的性能测试。为了使所提出的建议独立于生产商，不受厂家的技术指标影响，BMWG的建议尽力做到了限于实验环境中的技术描述。 网络测试标准常用到的正式RFCBenchmarking Terminology for NetworkInterconnection Devices (RFC 1242)

10、Benchmarking Terminology for LAN SwitchingDevices (RFC 2285) Terminology for IP Multicast Benchmarking(RFC 2432)Benchmarking Methodology for Network InterconnectDevices (RFC 2544)Benchmarking Terminology for Firewall Performance(RFC 2647)Benchmarking Methodology for LAN SwitchingDevices (RFC 2889)网络

11、测试相关的RFC文档RFC 是 request for comment 的缩写，由 IETF 管理。 http:/www.ietf.org/ http:/datatracker.ietf.org/ 网络测试相关的 RFC 文 档网络性能测试相关RFC的适用范围IETF组织中和测试相关的草案Terminology for Benchmarking Network-layer TrafficControl MechanismsBenchmarking Terminology for Resource ReservationCapable RoutersTerminology for Benchma

12、rking IPsec DevicesBenchmarking Methodology for IGP Data Plane RouteConvergenceTerminology for Benchmarking IGP Data Plane RouteConvergenceConsiderations for Benchmarking IGP Data Plane RouteConvergenceTerminology for Accelerated Stress BenchmarkingMethodology Guidelines for Accelerated StressBenchm

13、arkingHash and Stuffing: Overlooked Factors in Network Device 网络测试 相关的草案我国的测试标准我国的测试标准制定工作也有了一定的进步，尤其在IP网 络测试方面。IP网络已成为重要的电信网络，有必要保证网络安全和 一定程度的服务质量，所以IP网络设备标准以及测试标准便有了制 定的必要性。原信息产业部的测试规范YD/T 1260-2003基于端口的虚拟局域网（VLAN）技术要求和测 试方法YD/T 1287-2003具有路由功能的以太网交换机测试方法YD/T 1141-2001千兆比以太网交换机测试方法YD/T 1251.1-2003

14、路由协议一致性测试方法中间系统到中间 系统路由交换协议（IS-IS）YD/T 1251.2-2003路由协议一致性测试方法开放最短路径优 先协议（OSPF）YD/T 1251.3-2003路由协议一致性测试方法边界网关协议（BGP4）YD/T 1156-2001路由器测试规范一高端路由器YD/T 1098-2001路由器测试规范一低端路由器YD/T 1240-2002接入网设备测试方法-基于以太网技术的宽带接 入网设备YD/T 1075-2000网络接入服务器（NAS）测试方法我国的测试标 准 内容提要1.网络测试的必要性2.网络测试的基本概念3.网 络测试方法学网络测试的分类网络测试 设备测

15、试 功能测试 设备性能测试 协议测试网络性能测试(1) 负载测试 压力测试 网络性能测试(2) 主动测试 被动测试1. 功能测试功能测试主要是对设备的接口、通信协议、数据包转发、管 理控制、安全等多方面的功能进行测试，以验证产品所标称支持的功 能是否满足标准或能正常实施。功能测试分为两种： 积极测试：积极地发现网络设备或 网络的问题，以帮助生产商或研发者发现问题，为设备或网络的改进 提供证据。 消极测试：通过引入损伤的方式给一个稳定的设备或 网络造成伤害，以测试一个设备或网络对于灾难的抵抗能力。设备 测试2. 设备性能测试设备性能测试主要是对设备的基本性能的验证，如设备的基 本转发性能、协议处

16、理性能进行测试，为使用者提供测试依据。网络设备的基本转发性能测试，主要依据RFC2544来测试设 备的吞吐量、时延、丢包率等指标。协议处理性能测试主要是测试设备的路由表容量、路由协议 收敛时间，以及路由震荡对设备转发能力的影响等指标。在此基础上,还需要在加载了大量路由并有路由抖动的情况下对设备进行RFC2544 性能测试。3. 协议测试协议测试主要包括一致性测试和互操作性测试。一致性测试检验被测设备相关协议的实现是否遵循了协议规 范。当今的Internet包含了大量来自不同厂商的路由或交换设备，为 了确保各不同厂商设备间的互通性，必须要求这些设备支持相同的协 议或通信规范，并保证在设备之间实施

17、协议的准确性。互操作性测试旨在检测同一种或同一类协议的不同版本之间的 互通互操作能力。1. 负载测试用于确定在各种负载下系统的性能，目标是测试当负载逐渐增加 时，系统各项性能指标的变化情况。通常在部署网络后需要对网络运营时可能产生的负载进行验 证，比如在骨干带宽的50%或70%时的负载进行验证，从而了解当 前的网络在一定负载下的运行情况，并了解该网络何时出现“应用瓶 颈”2. 压力测试通过确定一个系统的瓶颈或者不能接受的性能点，来获得系 统能提供的最大服务级别的测试。主要是用来在“高压”负载下，检测设备或网络的运行情况。 产生“高压”负载的原因很多，例如，一个出现问题的网卡 向网络发送广播包，

18、此时这个源地址将生成数百万个包，并通过交换 机转发到多个目的地址。3 .主动测试（1）主动测试是在选定的测量点上利用测量工具有目的地主动 向被测网络注入测试流量，并根据这些测试数据流的传送情况来分析 网络的性能参数。主动测试法能够明确地控制测试中所产生的流量的特征，如流量 的大小、抽样方法、发包频率、包大小和类型（以仿真各种应用）等。 网络性能测试3. 主动测试（2）主动测试的优点在于可以主动发送测试数据，对测试过程的可控 制性比较高；其缺点是注入测试流量本身就改变了网络的运行情况， 即改变了被测对象本身，使得测量的结果与实际情况存在一定的偏 差，而且注入网络的测试流量还可能会增加网络的负担。

19、4. 被动测试被动测试是指利用特定的测试工具收集网络中活动的元素（包 括路由器、交换机、服务器等网络设备）的特定信息，以这些信息为 参考，通过量化分析，实现对网络性能、功能的测试。类似于协议分析，被动测试在真实的运行状态下观察协议运行 的过程，特别是在有外界干扰和无外界干扰的情况下观察设备的工作 状态。测试时可以人为制造一些干扰，如错误的路由协议报文、关闭路由协议的端口等。被动测试的优点在于理论上它不产生流量，不会增加网络的负担；其缺点在于被动测量基本上是基于对单个 设备的监测，很难对网络端到端的性能进行分析。 网络测试强调 从网络的体系结构出发，按照网络分层的思想，参照OSI及TCP/IP

20、分层模型，自下而上地进行。首先从物理层开始，在测试数据链路层时，先要确保物理 层是完好的，在检测网络层联通性时，先要确保下面两层的LAN和 WAN是正常联通的。以此类推，只有作为基础的下层是完好的，测试 上层才有意义。网络测试的一般规则除了分层思想的指导，还要认真分析4个W、1个C和1个 H ，制订测试计划。网络测试的一般规则（Why）为什么进行测试？ 即明确测试目的。（Wha t）测试什么？即明确测试对象。（Who） 谁来执行测试？测试执行者应具备怎样的技术条件？ （When ）完成 该测试大约需要多长时间？ （Cos t）达到测试目的所需要付出的成 本是多少？ （How）如何制定详细的测试

21、方法？参考已有测试方法？5. 网络测试技术发展第一阶段：1990年以前，网络产品较少，并且网络架构比较 简单，网络测试仅限于验证网络设备的基本功能，可以说20世纪90 年代以前基本上是网络产品和数据测试仪表的“史前年代”第二阶段：1990年以后，随着Hub等产品的运用，网络 产品发展很快，先后出现了功能强大的性能测试仪表、解码分析仪表 和一致性测试软件/仪表等一系列重要的测试产品。1990年至今，是 网络测试技术发展的黄金时期。这期间，关于网络设备、网络性能和网络应用的测试技术基本 形成了比较完整的体系。国内的网络测试国内的网络测试真正得到重视始于1998年，其中一批有远见的 数据通信厂商和网络测试技术研究人员开始吸收和引进国际上先进 的测试方法和测试设备，并培养出一批网络测试人员。但由于国内网 络测试发展的时间并不长，技术水平距国际先进水平还有一定的差 距。