交换机系统测试报告(精选7篇)
(一)以太网技术的跃迁
在以太网刚刚诞生的时候,有很多种LAN(局域网)技术与其竞争,令牌环网就是其中的一个。但最后它们都逐渐地消失了。为什么呢?
我们今天熟悉的“以太网”一词其实是指以CSMA/CD(载波监听多重访问/冲突检测)作为MAC算法的一类LAN。这种算法可以简单地实现在多个设备之间进行信道使用仲裁,而不需要像令牌环网所需的中央控制设备,这就使得构造以太网使用的电路较少,从而可以降低成本。最终用户很少且不太可能关心数据在网络上传输用的是环还是采用了一种分布式竞争仲裁方法,只要这种技术可以支持其应用并且价格最低,以太网就是这样一种技术。最终以太网战胜了所有竞争对手,成为现在最流行的LAN技术。
以太网能够取得今天的辉煌与其自身的迅速发展和成熟是分不开的。早在1983年6月,IEEE通过了第一个802.3(IEEE的802计划的目标是为LAN技术标准化提供广泛的工业标准框架,而802.3专门研究基于以太网技术的标准)以太网计划,不过是使用同轴电缆的总线结构,与采用星形拓扑结构的结构化布线并不兼容,直到1990年9月使用廉价双绞线介质的以太网(10Base-T)标准诞生,以太网才真正获得了高速的发展。1995年中期,支持双绞线和光纤的100M以太网技术标准又宣告推出,进一步巩固了以太网在LAN技术领域的地位。大约在1991年的时候,一家名为Kalpana的公司推出了一种可以使所有端口同时以全容量工作的设备,这就是日后广泛流行的交换机的前身。逐渐地,交换机允许在同一个端口上同时进行双向传输(全双工),增加了传输带宽,改善了产品性能。
交换和以太网技术的相互融合使网络连接设备的发展日新月异,这之后又有许多新的特性加入进来:1997年早期的时候带流量控制的全双工交换机产品问世,从而有效地消除了端口间的数据丢失;大约过了一年,802.1Q标准的VLAN技术也引入了交换机,这是一个很重要的特性,将物理网段划分为逻辑的虚拟网段,从而在安全、广播控制、性能和管理方面获得了更高的灵活性,极大地提高了交换机的性价比。
与此同时,以太网的速度一天也没有停下发展的脚步:1998年7月,支持光纤的1000M 802.3z标准问世,标志着以太网技术首次迈入了千兆的行列。不过,与以往一样,直到1999年7月支持铜线的802.3ab标准出台,千兆以太网才算真正在更广泛的领域内扩展开来。一种更快的10G以太网标准802.3ae目前正在制定之中,预计到明年年中的时候有望形成标准化。
交换机——风风火火闯九州
网络的迅速发展给交换机的普及创造了一个有利的环境。尤其对于中国这样一个人口众多、居住密集的发展中国家来讲,宽带进入家庭又为交换机的发展提供了广泛的基础。企业网、校园网和小区网建设组成了交换机市场的“三驾马车”。现在每年中国大陆的交换机市场规模有几十亿元,随着网络的普及和应用需求的提升还有很大的发展空间。
经过多年的发展,2层交换机技术已经相当成熟。与交换机技术成熟相对应的是进入厂商的增多。仿佛在一夜之间,市场上突然“冒出”几十家生产销售交换机产品的厂家,金长城、TCL、清华紫光、TP-Link和全向等纷纷抢摊这个市场。国外的一些厂商也不甘寂寞,安奈特、极进网络、趋势网络等远来的“和尚”也要分一杯羹。
目前在交换机市场上,国内外品牌竞争得非常激烈。Cisco、3Com、Bay、Intel、凯创、Avaya、Linksys等国外厂商依然占据了绝大多数的市场份额,我国台湾省的一些厂商如Accton(智邦)也有较强的竞争实力。但是在中低端市场,国内厂商的崛起给了国外厂商以巨大的压力,尤其是以神州数码网络(原联想D-Link)、华为、实达等为代表的一批国内厂商,依靠自身的技术研发和对本土用户需求的深刻了解不断推出新的适销对路产品。技术上的不断进步和价格上的优势已经使国产品牌的市场占有率不断上升。不过,随着市场竞争的加剧,要想长期在市场上占据一席之地,拥有较全的产品线能充分满足各种用户的需求是必不可少的。
目前市场上的主流交换机是10M/100M自适应产品,现在市场上已经有2000元左右的24口100M交换机出售,10M的产品已经逐渐退出了竞争的舞台。随着网络负载的不断提高,千兆交换机产品逐渐在大中型网络环境的骨干层得到应用;除了普通的2层交换机以外,目前较大的城域网如校园网、小区网在核心层多数已经开始采用3层交换机以替代部分路由器的功能。因此,未来具有较高技术含量的千兆和第3层以太网交换机产品将有极大的发展空间。
选择什么样的交换机?
以太网交换机种类繁多,价格和功能各异,性能方面也有不小的差异,如何选购适合的产品呢?原则是要根据应用的需求选择相应的产品。做到“量体裁机”,以避免不必要的浪费或失误。
首先需要明确的是,应该尽量选用吞吐量达到线速或接近线速的交换机产品,延迟也要尽量低,处理数据包的响应能力要好。虽然在一般环境下网络负载都达不到交换机的工作承载极限,但网络的实际应用环境极为复杂,一些很难预测的大规模数据包很可能“不期而到”,这样选择拥有足够处理能力的交换机产品才不会“手忙脚乱”。
对于节点数超过500以上的大型企业来讲,由于网络数据传输量较大,并且要求系统稳定可靠,还可能经常面临复杂的跨地域或跨部门的网络管理工作,所以在选择交换机时一般应选用高性能、管理功能丰富、扩展能力强的网管型产品。
对于网络节点数多于100而少于500点的中型企业,由于企业内部数据流量不大,实时响应要求不高,选购交换机时主要应考虑产品的通用性、可靠性、可管理性以及性价比。但产品最好具备一定的扩展能力,为企业的发展留出一定的空间。
而对于节点数少于100个的小型企业或较独立的部门、工作组,由于内部数据流量较小,基本不需要网络管理能力,可以选用扩展能力较弱、价格低的非网管型交换机,在选型方面可以考虑固定配置而没有扩展模块的产品。
不过,即使是网络节点规模相近的企业,由于所处的行业与应用的要求不同,应该选择的产品也可能会有很大的差异。对于邮电、银行、证券等行业的用户来讲,响应迅速、稳定、可靠、长时间连续工作是必需的,堆叠、冗余和热插拔部件、方便灵活的扩展能力、完善全面的管理能力也应充分考虑,甚至对关键传输线路要具有备份功能;相比较而言,教育行业对数据的关键性要求不是很高,但突发的大数据量多媒体、视频点播应用较频繁,应该选用具有组播和优先级控制功能的产品。
由于我国在大城市中人口居住较密,小区内以LAN接入为基础的宽带应用发展潜力巨大。出于安全和管理等方面的考虑,一般一个住户会划分为一个VLAN,因此交换机所能够支持的VLAN数要大,否则在局域网环境下由于各VLAN间不能直接交换信息,必须通过VPN等方式来解决(实现复杂、成本高),否则就必须采用价格昂贵并且速度较慢的路由器,十分不便。虽然千兆铜线和多层交换机已经逐渐走下高不可攀的“圣坛”,但不可否认的是我们的大多数用户日常接触和使用的还是普通的第二层10M/100M自适应以太网交换机。正是考虑到了这点,我们将其作为本次交换机测试的重点,向市场上主流的快速以太网交换机厂家发出了测试邀请函,要求每个参测厂商限送一款16/24端口10M/100M自适应以太网交换机产品,具有完全包装, 并且要与市售的产品相同,包括随机说明书、软件、标准配件等,并提供必要的扩展模块。
我们的邀请得到了国内外网络厂商的热烈响应,很快就送来了各自的产品。最后征集到的产品有(排名不分先后,下同):清华紫光ES6243s、TCL S4226MF、安奈特 AT-8118、金长城GES-3517M、全向QS-516V、实达Star-1924f+、神州数码DES-3624i、上广电InfiniteSwitch 5024、凯创VH-2402S、Intel Express 530T、首信 ST3124、中兴 ZXB10-S300和TP-Link的 TL-SF1024。
Cisco公司对本次测试给予了积极的支持,并决定送测一款最新的Catalyst 2950交换机产品,但由于在通关时耽搁了一些时间而未能赶上我们最后的测试,十分遗憾。
根据交换机是否提供网管功能,我们将本次送测的交换机分为网管型交换机和非网管型交换机,前者包括清华紫光ES6243S、TCL S4226MF、安奈特 AT-8118、实达Star-1924f+、神州数码DES-3624i、上广电InfiniteSwitch 5024、凯创VH-2402S、Intel Express 530T、中兴 ZXB10-S300、首信 ST3124;后者包括金长城GES-3517M、全向QS-516V和TP-Link TL-SF1024。
测试篇
测试项目、方法和点评
本次交换机横向测试分为:物理特性、功能、性能、管理、可靠性与服务质量和价格共6个测试大项。
今年的测试在去年测试项的基础上又加入了一些新的内容,如功能特性中的组播功能,性能测试中的丢帧率、背对背帧等,对于提供了SX光纤上联模块的产品,我们还测试了其光纤吞吐能力。
一、物理特性
交换机的物理特性是指交换机提供的外观特性、物理连接特性、端口配置、底座类型、扩展能力、堆叠能力以及指示灯设置,反映了交换机的基本情况。测试结果见表1。
1. 外观
外观是检查交换机颜色、重量、尺寸和包装,从外形的美观、安装方便和包装完备上评价交换机。测试方法是目测。测试结果见表1。
本次参测的产品都有较完备的产品包装。从外形美观的角度来看,实达Star-1924f+表现较为突出,颜色搭配合理,面板设计新颖,体积尺寸娇小。
2. 端口配置
端口配置指交换机包含的端口数目和支持的端口类型,端口配置情况决定了单台交换机支持的最大连接站点数和连接方式。快速以太网交换机端口类型一般包括10Base-T、100Base-TX、100Base-FX,其中10Base-T和100Base-TX一般是由10M/100M自适应端口提供,有的高性能交换机还提供千兆光纤接口。端口的工作模式分为半双工和全双工两种。自适应是IEEE 802.3工作组发布的标准,为线端的两个设备提供自动协商达到最优互操作模式的机制。通过自动协商,线端的两个设备可以自动从100Base-T4、100Base-TX、10Base-T中选择端口类型,并选择全双工或半双工工作模式。为了提供方便的级联,有的交换机设置了单独的Uplink(级联)端口或通过MDI/MDI-X按钮切换,对没有Uplink端口或MDI/MDI-X按钮的交换机则需要使用交叉线互连。
测试方法是通过连接相应类型的端口,由端口指示灯和链路的连通性来检查端口类型;配置管理端口的测试是通过配置操作验证端口工作正常性。测试结果如表1所示。
表1 交换机物理特性数据表
本次参测的产品都有10Base-T、100Base-TX端口,并支持10M/100M自适应。在这次测试的交换机中,上广电InfiniteSwitch 5024交换机的端口对于网线是自适应的,它可以自动识别交叉线和直通线,使得该设备在级联时更为方便灵活。网管型交换机和提供VLAN功能的非网管型交换机都提供了管理端口,其中全向QS-516V使用并口作为管理端口。
3. 模块化
交换机的底座类型有三种: 固定、模块和混合。固定型交换机的端口永久安装在交换机上。模块化交换机有可以插接端口模块和上行模块的插槽。混合型交换机既包含固定端口又有可替换的上行端口。模块化提供改变媒体类型和端口速度的灵活性,并可以扩展交换机的端口数量和类型。模块包括可互换媒体端口、可互换模块和可互换上行端口。
本测试项检测交换机的扩展性,测试方法是目测。根据产品要求安装扩展模块,并连接相应的端口,从端口指示灯和连通性验证端口类型。测试结果如表1所示。
本次测试的产品除全向QS-516V和TP-Link TL-SF1024以外都提供扩展插槽,扩展模块的类型主要有:100Base-TX、100Base-FX、1000Base-SX/LX/T和堆叠模块。其中,只提供百兆扩展模块的有安奈特 AT-8118、金长城GES-3517M、实达Star-1924f+、首信ST3124;支持千兆扩展模块的有清华紫光ES6243S、TCL S4226MF、神州数码DES-3624i、上广电InfiniteSwitch 5024、凯创VH-2402S, Intel Express 530T、中兴 ZXB10-S300。另外中兴除提供以上模块外还提供了ATM接口模块,使得这款交换机更适合电信环境。
4. 堆叠特性
堆叠为交换机提供简单的端口扩展和统一的管理,提供交换机间高速互连。测试方法为:按堆叠要求互连,检查连通性和管理模式,并用Smartbits 2000测试其堆叠带宽。
本次测试的网管型交换机中清华紫光ES6243s、TCL S4226MF、神州数码DES-3624i、凯创VH-2402S和Intel Express 530T提供堆叠功能,而非网管型交换机不支持堆叠。
5. 热插拔
热插拔对于减少网络停机时间非常重要,在开机状态下更换元件可以最大程度地避免中断网络的工作。热插拔元件一般包括连接模块、上行模块、风扇和电源。测试方法是,在交换机开机状态,将可热插拔的模块从交换机上拔下,然后再重新插入,从指示灯和端口连通性验证重新插入的模块正常工作。
本次测试的交换机中,只有TCL S4226MF、安奈特AT-8118支持热插拔功能。
6. 指示灯
指示灯可以为用户提供直接明了的交换机工作状态指示,一般包括电源指示灯、端口连接状态指示灯、端口工作模式指示灯、链路活动指示灯、碰撞指示灯、插槽指示灯,有的交换机还提供Console指示灯、带宽利用率指示灯。
本次测试的产品都提供了电源灯、端口速度灯、链路活动灯,可以反映交换机的工作状态。根据不同指示灯状态,我们可以对交换机工作情况有一定了解。
7. 控制
指交换机是否为用户提供简单、方便、直接的操作按钮,包括电源开关、配置按钮、重置按钮。
送测交换机中实达Star-1924f+、中兴 ZXB10-S300、TP-Link TL-SF1024有电源开关,安奈特 AT-8118有复位按钮,清华紫光ES6243s、TCL S4226MF、安奈特 AT-8118、全向QS-516V、实达Star-1924f+、神州数码DES-3624i、上广电InfiniteSwitch 5024、凯创VH-2402S, Intel Express 530T、首信 ST3124和中兴 ZXB10-S300可以通过控制口进行软复位。
8. 主观评价
综合考虑各个物理特性测试结果,包括外观特性、端口能力、扩展能力、指示灯设置和控制的方便性,对各款交换机就物理特性给予一个主观的总体评价。
清华紫光ES6243S、TCL S4226MF、神州数码DES-3624i、上广电InfiniteSwitch 5024、凯创VH-2402S、Intel Express 530T的物理特性较优,包装完备,端口扩展能力强,指示灯完善,除上广电InfiniteSwitch 5024外都提供堆叠功能;其次是实达Star-1924f+,与前者相比其不足之处是扩展能力稍低。
二、功能特性测试
1.转发类型
交换机转发类型分为存储转发(store-and-forward)和快速转发(cut-through)两类。存储转发在本质上和传统的LAN网桥转发方式相同。被转发的帧在输出端口等待,直到交换机完整地收到整个帧才开始转发。快速转发在交换机收到整个帧之前,就已经开始转发,因此可以有效地减少交换延迟。有些交换机提供“自适应快速转发”机制。这种设备支持存储转发和快速转发两种方式,但在某一确定时刻,交换机只在一种方式下工作。缺省情况下,绝大多数交换机都工作在低延迟的快速转发方式。如果帧错误率超过用户设定的阀值,交换机将自动配置工作在存储转发方式。两种方式之间的切换机制因交换机而异。长预测(Long look-ahead)和短预测(Short look-ahead)是快速转发交换的另外两个属性。长预测结合了快速转发的低延迟和存储转发的完整性两者的优点,在一个帧的前64字节被处理之后,才开始转发,这样可以防止转发残帧(runt)。与之相反,短预测则在读到帧头(接收到一个有效的MAC地址)后立即转发帧。存储转发是交换机应提供的最基本的工作方式。
通过向交换机发送一定数量不同大小的连续帧,测试其转发延迟,分析帧的长度与延迟值之间的关系,确定交换机的转发类型。在快速转发情况下,当帧的长度超过一个确定值之后,延迟值的曲线将变平,不再随帧的长度而增加。而对于存储转发,随着帧长度的增加,转发延迟也相应增加。本次参测产品都具备存储转发功能,并作为交换机的缺省转发类型。
2.过滤
过滤的目的是通过去掉某些特定的数据帧提高网络的性能、增强网络的安全性。典型的过滤提供基于源和(或)目的地址或交换机端口的过滤,包括广播、多播、单播,以及错误帧过滤。
测试方法是:为交换机设置过滤策略,通过向交换机发送一定数量的相应类型的数据帧,从转发结果上确认交换机支持的过滤策略。本次测试的过滤类型有:广播帧过滤、基于MAC地址过滤和错误帧过滤,其中错误帧过滤包括帧检验和(CRC)错过滤、帧长非整数(Alignment)错过滤、帧尾错(Dribble,指帧CRC字段后有多余字节)过滤、无意义帧(Symbol)过滤、残帧(帧长小于64字节)过滤、超大帧(指交换机可以转发的帧的最大长度)过滤。
在这里要着重说明一下Dribble帧,过去的一些交换机认为Dribble帧是一个错误帧,因而过滤掉Dribble帧,而现在的交换机识别出Dribble帧后,将其修复,使其成为正确帧并予以转发。测试结果见表2。
表2 交换机功能特性数据表
对于基本的非法帧过滤,包括CRC错、Alignment错、Symbol错、残帧,本次参测的产品都支持。只有安奈特 AT-8118、全向QS-516V、首信 ST3124将Dribble帧过滤掉,其他交换机将其修复后转发。在支持的最大帧长上,虽然不同的厂家有不同的定义,有的可以支持到1522、1530和1536字节。但本次参测的交换机都可以支持到以太网的标准最大帧长1518字节,并过滤那些帧长超过产品最大帧长的帧。
3.消减
交换机上的广播风暴会消耗大量带宽,降低正常的网络流量,给网络性能带来很大影响。广播消减的目的是有效地减少网络上的广播风暴。除了广播风暴还有不明目的MAC地址(单播)风暴。消减的目的是通过减少某些特定类型的数据帧提高网络的性能、增强网络的安全性,保证正常或更重要的网络应用正常运行。测试方法是为产品设置相应的消减策略,通过向交换机发送一定数量的广播帧、单播帧,从转发结果上验证交换机是否支持广播消减和单播消减。
从测试结果表2,我们可以看到只有安奈特AT-8118不支持广播消减,其他的交换机都支持对广播的消减。清华紫光ES6243S、TCL S4226MF、全向QS-516V、上广电InfiniteSwitch 5024、凯创VH-2402S、首信 ST3124、中兴 ZXB10-S300支持不明地址消减。
4.端口干路
端口干路(Port Trunking,也称为端口聚集或链路聚集)为交换机提供了端口捆绑技术,允许两个交换机之间通过两个或多个端口并行连接同时传输数据以提供更高的带宽,并提供线路冗余。端口干路是目前许多交换机支持的一个高级特性。测试方法是为支持此类技术的交换机配置相应功能,按产品要求进行互连,再通过发送一定流量的数据验证产品是否支持Port Trunking,并确定实际带宽。测试结果见表2。
本次参测的产品中,不提供端口干路功能的交换机只有安奈特AT-8118和TP-Link TL-SF1024。有所不同的是端口干路实现的机制不一样,有的交换机有负载均衡能力,可使端口干路达到应提供的带宽,而有的交换机是随机选择线路来传输数据。
5.协议支持
所有的交换机都利用桥接技术在端口之间转发帧,即具有地址学习功能,自动建立MAC地址和端口对应的转发表,并根据帧的目的MAC地址转发帧到相应的端口。绝大多数交换机支持802.1d跨越树(Spanning Tree)协议。当某个网段的数据包通过某个桥接设备传输到另一个网段,而返回的数据包通过另一个桥接设备返回源地址。这个现象就叫“拓扑环”。跨越树协议能够自动检测网络中出现的逻辑环路,保留并行链路中的一条,而阻塞其他链路,从而达到消除环路的目的, 维持网络中拓扑树的完整性。对于那些不支持跨越树的交换机,在有多个交换机的网络环境中网管人员一定要避免形成环路,若形成环路将造成单个帧可能在网络中反复转发传递,帧的正常转发传递被破坏,最终将导致网络崩溃。
跨越树的测试方法是利用两台交换机,人为构造环路,测试环路的消除,并对照不设置跨越树协议时的帧转发情况,测试平台见图1。测试结果见表2。
图1 跨越树测试平台示意图
本次参测交换机只有金长城GES-3517M、全向QS-516V、TP-Link TL-SF1024三款交换机不支持桥接和跨越树协议。
在这些支持Bridge和STP的交换机里,中兴ZXB10-S300还有一个ATM VLAN桥接功能,它能够通过自身携带的ATM 155M端口和ATM网络互通,这也是参测产品中惟一能和ATM网络通信的交换机。
6.流量控制
当通过一个端口的流量过大,超过了它的处理能力时,就会发生端口阻塞。流量控制的作用是防止在出现阻塞的情况下丢帧。网络拥塞有可能是由线速不匹配(如100M向10M端口发送数据)或突发的集中传输造成的,它可能导致这几种情况:延时增加、丢包、重传增加,网络资源不能有效利用。在半双工方式下,流量控制是通过反向压力(backpressure)技术实现的,模拟产生碰撞,使得信息源降低发送速度。在全双工方式下流量控制一般遵循IEEE 802.3x标准。IEEE 802.3x规定了一种64字节的”Pause”MAC控制帧的格式。当端口发生阻塞时,交换机向信息源发送”Pause”帧,告诉信息源暂停一段时间再发送信息。在实际的网络中,尤其是一般局域网,产生网络拥塞的情况较少,所以有的厂家的交换机并不支持流量控制。高级交换机应支持半双工方式下的反向压力和全双工的IEEE 802.3x。
本次我们分别测试了10M半双工、10M全双工、100M半双工和100M全双工四种模式的流量控制能力。测试平台见图2。
图2 交换机测试平台示意图
测试仪器是SmartBits 2000,测试软件为AST(Advanced Switch Tests)2.10。为交换机和测试仪器设置流控功能和端口类型,选择3个端口(A、B、C)向1个端口(D)同时以线速发送连续的数据帧,使得端口D拥塞,验证端口A、B、C的发帧速率以及是否存在丢帧,检测交换机是否存在流量控制。还可以验证在半双工情况下是否产生了碰撞,在全双工情况下是否产生PAUSE帧。测试结果见表2。
中兴ZXB10-300S只支持全双工状态下的流控,安奈特AT-8118只支持100M半双工状态下流控,其他交换机在上述四种模式下都支持流量控制。在支持流量控制的交换机中,有交换机在缺省设置下启动流量控制,而有的交换机需要在打开一些设置后才能启动流量控制。
嵌入式系统是“执行专用功能并被内部计算机控制的设备或者系统, 嵌入式系统不能使用通用型计算机, 而且运行的是固化的软件, 用术语表示就是固件, 终端用户很难或者不可能改变固件。”按照历史性、本质性、普遍性要求, 嵌入式系统应定义为:“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。
二、离线单板硬件测试概述
在宽带交换机系统中, 离线测试包括自检测试和一般的离线测试。自检测试是单板初始化完成后为了保证板子的正确运转进行的测试。它主要包括看门狗测试、快速硬件器件测试和下载通路测试。快速硬件测试完成寄存器测试和单板上单个硬件设备测试, 其中又包括许多测试项。如果某一测试项测试失败, 整个测试就会停止直到看门狗超时重启系统。下载测试是为了保证软件下载功能能正常工作而进行的测试。这项测试主要完成通信接口收发数据测试、中断功能测试。而一般的离线测试是在出厂检验、开发阶段中的检测和维修诊断时对上述的各测试项进行更具体的测试, 以定位单板上的出错位置。
三、离线测试方法
1. 看门狗测试
在做任何一项硬件测试之前必须完成看门狗测试。这是因为一项硬件测试失败之后需要重启系统, 而硬件测试的失败通常是以看门狗超时为判断条件的。这就需要看门狗在硬件测试时能正常工作。看门狗测试方法是设置并激活一个1秒的看门狗, 等待1秒后系统重启。
2. Flash测试
在Flash中可存放程序, 也可以存放数据。在烧录Flash时, 可存放预先计算好的checksum值。要测试Flash时, 程序重新计算checksum, 然后与预先存放的值进行比较。数据Flash的测试方法有两种。一种是非破坏性的基本测试, 主要是checksum测试。另一种是破坏性的扩展测试, 包括读写测试和地址/数据总线测试, 具体方法与内存测试一致。基本测试可在系统自检时使用, 扩展测试可在维修诊断时采用。
3. 内存测试
内存测试可分为三类: (1) …数据总线测试:…将0001循环左移并写入内存, 然后读出并比较测试。 (2) 内存区测试:…对内存所有存储单元进行读写测试 (读写5555H和AAAAH测试) 。 (3) 地址总线测试:对内存所有存储单元进行地址累加测试。从RAM的基地址起, 在每一个存储单元 (按照总线宽度) 中写入不同的值 (递增值) , 地址递增, 直至所有的存储单元都保存不同的内容, 然后读出并进行检验。地址总线测试还可采用快速测试的方法:对0x1地址的内存单元写入地址值0x1, 地址值循环左移, 依次将相应的地址值写入相应的内存地址, 最后检验。
4. 主控芯片测试
主控芯片测试主要是对主控芯片进行定时器测试、寄存器测试、中断测试和片内RAM测试。寄存器测试是对一些特殊寄存器的功能进行测试, 以验证CPU寄存器是否能正常工作。中断测试是人为产生一些硬件中断, 检测主控芯片对中断的反应, 是否能及时标志中断寄存器的相应标志位。片内内存测试则遵循一般内存测试规则。
5. PCI总线测试
PCI总线常用于连接处理器和各类外设。它提供了一个低时延路径, 使处理器能够直接存取任何映射在存储器或I/O地址空间的PCI设备。它还提供一个高带宽路径, 允许PCI主设备直接到主存储器存取。测试方法是先测试是否能正确读写PCI配置空间寄存器, 然后测试内存映射是否可以在两端正确读写。
6. 综合测试方法
目前大型的嵌入式系统大部分是分布式处理系统, 由多个模块协同工作完成复杂的功能, 模块之间通过网络互联。一般将整个系统分成3个不同的层次:设备层、系统层和应用层。针对这3个层次, 系统的离线综合测试可以通过互通性测试、功能测试和性能测试来进行。
7. 互通性测试
互通性测试包括物理连通性和一致性的测试, 确保系统中的各模块之间进行互联时不会出现问题。物理连通性和一致性的测试是最基本的网络系统测试内容, 其中主要是线缆测试, …用以查明所测线缆及布线是否符合设计要求和国际标准。在宽带交换机系统中, 互通性测试由主控板按照网络连接的层次, 依次发送消息给各块PBA单板, 等待它们的回复。如果主控板能在规定时间内收到回复, 说明从主控板到该单板的网络连线正确。同时, 主控板从PBA的回复中也获取了有关单板的相关信息, 为下一步的功能测试和性能测试奠定了基础。
8. 功能测试
在整个系统内部的互通性测试完成之后, 接着要进行功能测试, 目的是检验设备能否完成它应该具备的功能。设备不同, 其所要进行的功能测试也相应变化。如果单板硬件工作没有异常, 再由主控板启动单板, 执行其所具有的特定功能。
9. 性能测试
完成系统设备测试和网络互通性测试之后就可以在系统上加载各种应用。性能测试是综合测试中最高层次的测试内容, 主要测试系统对应用的支持水平。性能测试有不同的分类方法。在宽带交换机系统中采用了仿真的方法, 在实际的机架环境中, 由测试集中的第一块单板主动发送数据包, 进行环回测试, 主要进行的是数据链路层的测试, 包括流量分析、错误数据统计等。
以上介绍了宽带交换机系统中嵌入式系统实现单板硬件测试的一些方法和系统离线集成测试模型。在具体的开发中, 用这些测试在设计阶段尽早地检查出了设计方面的问题。在维护阶段, 这些测试有效地定位了现场发现的问题。这些测试对宽带交换机系统的可靠性起到了非常重要的作用, 保证了系统在现场安全稳定的工作。
摘要:随着嵌入式系统的发展, 迫切需要在嵌入式系统开发阶段对嵌入式系统进行离线测试与分析, 以保证系统的软件应用程序、硬件具有兼容性、高可靠性和高可用性, 迅速发现并准确定位系统中存在的问题。
关键词:交换机,嵌入式系统,离线测试
参考文献
[1]PCI Local Bus Specification Revision 2.2 December 18, 1998 Copyright 1992, 1993, 1995, 1998 PCI Special Interest Group
1984年3月,雷文剑出生于陕西省丹凤县。2006年7月,他从西南财经大学毕业后,应聘到了位于重庆涪陵区的某食品公司做业务员。这年11月,他认识了在涪陵一家大型手机城上班的女孩罗倩。两人很快就热恋起来。在见过双方的父母后,他们决定在2009年国庆节结婚。然而,这份眼看就要修成正果的真挚爱情,却因为罗倩的一次忠贞测试给生生毁了。
2008年11月3日,罗倩与一个女朋友QQ聊天,她告知了自己正筹备结婚之事。女朋友关心地说:“结婚是大事,你可得想好了,我教你一个简单的方法,一试,就晓得他是不是对你忠贞!你只需要向他提出交换使用手机,看看他是什么反应,他要是吞吞吐吐,证明他对你的感情也是摇摆不定;他果断答应,才证明对你是绝对忠贞的。”
罗倩觉得这个简单的测试很好,便记在了心头。11月5日,罗倩得到主管的通知,公司将在周末组织员工出去旅游,地点是重庆市的洋人街和朝天门码头等地。11月7日晚上,在得知男友周末不加班时,她觉得这是和他交换使用手机的好时机。
第二天早上,罗倩醒来时故意拿着雷文剑的手机爱不释手,然后撒着娇说:“剑,我突然好喜欢你的手机呀,我们换两天用吧,我旅游回来就换回来。”雷文剑想都没想就说:“换就换呗!把卡换一下就是。”罗倩便说:“换什么卡嘛!别人都说我们亲密得跟一个人似的,你也不会有什么不想让我知道的秘密吧?”罗倩说这话时,一直盯着他的脸,留意观察他的反应。让她欣喜的是,男友几乎没有片刻犹豫就答应了她的要求:
男友如此心无芥蒂,令罗倩十分感动。在那一刻,她甚至觉得男友已经通过了爱情忠贞测试,并且得了满分。她差不多产生了不换手机的念头,但她一时又找不到打退堂鼓的理由,便只好带走了男友的手机。
罗倩也许做梦都没有想到,她主动要求做的这个爱情忠贞测试却令她先暴露出问题。她刚出门,雷文剑就在她的手机上收到了一条短信:“宝贝,快点呀,我在公司门口等你呢。”他知道这肯定是一起和罗倩出去旅游的同事发的,但谁会给自己女友发一条如此亲昵的短信呢?他心底不由生起一股醋意,忙给对方回拨了电话。没想到,电话一接通,一个女声就大声说:“快点,宝贝,大家都在等你一个人呢!”原来是个女的!雷文剑如释重负,忙告诉对方罗倩已经出门了……
挂了电话,雷文剑为自己刚才的醋劲感到好笑。不过,这件事却提醒了他:要是罗倩也在我的手机上看到这种类似的短信,会不会生气呢?他马上想到一个可能会给罗倩制造误解的名字:肖丽丽。
肖丽丽是雷文剑的大学同班同学,现在成都一家银行工作。在念大二时,两人有过一段短暂恋情。虽然分手了,但两人一直保持着纯洁的同窗之谊。就在几天前,肖丽丽告诉他,她将在明年的2月14日结婚。得知他也将在明年结婚,这两个即将走进围城的人很感慨。这几天,他们经常发发短信或是通过QQ,回忆那些难忘的大学时光……
雷文剑知道,他和肖丽丽之间是绝对纯洁的,但是罗倩要是真收到作为自己前女友肖丽丽发的短信,完全有可能产生误解。为防范于未然,他用罗倩的手机给肖丽丽发了个短信,告诉她今明两天自己用的是女友的手机,让她“别弄错了对象”。
后患无穷,可疑短信破坏纯美爱情
雷文剑的短信发过去一会儿,肖丽丽的电话就打了过来。电话接通后,肖丽丽笑着说:“我就是想确定一下是不是你!我怕当真搞错了对象,破坏了你们的感情,我可后悔都来不及了!”
解除了可能让罗倩吃醋的后顾之忧后,雷文剑放心了。他给手机充好电,便出门去逛超市,中午回来时,他看到一条短信,是一个叫“黄勤”的号码发来的:“亲爱的,玩得爽吗?今天你没来上班,我可想死你了哟!”
这条暧昧短信,再次让雷文剑的心紧张起来。他回拨电话过去。令雷文剑醋味顿生的是,接电话的竟然是个男的,而且一听到他的声音,对方就挂断了电话。由于内心醋海翻腾,他连午饭都没有心情做,只是叫外卖草草填了一下肚子。
这天下午,雷文剑的心情被“黄勤”搅得很乱,幸好有肖丽丽持续地给他发短信聊天,才让他觉得不那么无聊。他本来想每看完一条她的短信就删一条,以免留下什么后患,但想到罗倩要明天傍晚才回来,他又觉得没必要那么急着删,何况一条一条地删也太麻烦。他决定到了明天下午再执行“同号删除”功能,这样就可以一次性将肖丽丽的所有短信全部删掉。
可雷文剑失算了。他万万没有想到,罗倩居然在这天晚上7点钟就跑了回来。罗倩进屋的时候,雷文剑正趟在床上看球赛直播。罗倩热烈地拥抱他,说:“剑,我怕你一个人在家孤独,就甩下同事跑回来陪你!他们都骂我重色轻友呢!”女友对自己这么好,雷文剑心里甜滋滋的,也冲淡了“黄勤”带来的不快。
然而,“灾难”很快就降临了。放在床头柜上的手机响起了短信提示音。罗倩说:“嘿,我刚回来就有人找我了!”说着便拿起手机看短信,短信息是肖丽丽发来的,罗倩一条一条地翻看短信,脸色越来越难看,接着边哭边说:“雷文剑,要不是今天我们交换手机,要不是我今天突然回来,还不知道你有这么多事情瞒着我!你太让我伤心了!”
罗倩的误解,让雷文剑觉得非常委屈,他不厌其烦地替自己辩解,罗倩却大声质问:“你要是心里没鬼,为什么不早告诉我这些?为什么连一天都舍不得,要用我的手机跟她聊天?你敢说不是你主动联系她的?不然,她怎么晓得我的手机号码!”
雷文剑终于忍不住了,反唇相讥道:“你清白?那个黄勤给你发了一条多肉麻的短信啊!你们到底是什么关系?”罗倩说:“黄勤是我的一个女同事!”雷文剑说:“我也希望是个女的!可我打电话过去,接电话的人偏偏是个男的啊,而且一听我的声音就挂断了!”
就这样,这对人们眼中的模范恋人就因为交换了一天手机,闹出一堆误会。两人越吵越心伤,最终谁也说服不了谁,谁也无法原谅谁。
血案惊心,亲密爱人也应有私人空间
星期一上班后,罗倩就打黄勤手机是男人接电话一事询问了女同事黄勤。黄勤只承认自己往她的手机上发过一条短信,却不知她男友打电话一事。最后,她的男友承认那个电话是自己所接,说:“前天上午,黄勤去卫生间了,这时放在柜台上的手机响了。我一看是罗倩打来的,就接了,没想到却是个男声,我自然就挂了电话。”
雷文剑和罗倩交换一天手机的事件还在继续恶化。11月18日,罗倩收到移动公司的短信提示,说她的手机费快用完了。这让她很吃惊,觉得不应该用得这么快。她到移动公司打印出电话清单,结果发现11月8日10点,机主与一个手机号码通话长达1小时12分,而这天正是雷文剑在用她的手机,这个手机号码正是雷文剑承认过给自己发过暧昧短信的肖丽丽。
当晚,罗倩把电话清单扔在雷文剑面前,而他与肖丽丽的漫长通话记录则被她事先用红笔作了醒目的标
注。雷文剑看后,顿时感到很恼怒:“你调查我?你怎么不报警,让警方把我们的通话录音搞到,听听我们是如何调情的呀?”罗倩气得大哭:“你总算承认你们是在谈情说爱了?”雷文剑被噎得半天说不出话来!见他不说话,罗倩痛心地说:“好吧!我成全你们!分手!”说完,罗倩就流着眼泪离开了这个他们住了两年的爱巢,去了一个女同事家里。
然而,罗倩终归还是离不开雷文剑。12月1日,她到了雷文剑那里。但是两人的生活却再也无法回到从前,罗倩总是处处提防他。他的手机一响,她就抢着接电话,看短信。雷文剑烦不胜烦,干脆把手机时刻带在身上。这又更加让罗倩觉得他有什么秘密。
12月19日,雷文剑到四川绵阳、成都等地出差,直到12月27日才回来。他觉得与罗倩分别这几天,她应该反省了自己的行为,哪想到他一回来,罗倩就说:“在成都和初恋情人幽会腻了就回来了?”雷文剑彻底无语,只好继续和她冷战。
2009年1月1日,罗倩准备利用元旦3天假与雷文剑好好谈谈,哪想到他竟然以加班为由跑去上班。罗倩的心彻底碎了。她认定雷文剑利用到成都出差之机去与肖丽丽重温旧梦了,回来才对她如此冷漠。
1月2日上午,当雷文剑又去加班后,伤心欲绝的她找到肖丽丽留在她手机上的电话号码打了过去。可她刚凶巴巴地表明身份,肖丽丽就接受不了,生气地挂了电话。肖丽丽的反应,令罗倩不禁怒火中烧。临到中午时,她给肖丽丽发去一条短信:“你真不要脸!不是说都要结婚了吗,为什么还要勾引我老公。”
短信发出后,没有得到回复。但是大约半个小时后,雷文剑气汹汹地跑回来了,一进屋就掴了她一耳光,并咆哮着说:“你太过份了!凭什么辱骂人家?你发的短信被她未婚夫看见了,你满意了吧?你安的什么心啊!分手算了!分手算了!”
罗倩捂着脸,哭叫着狂奔出去。随后,满腹委屈的她找到在涪陵一家楼盘做保安的表哥王加强,倾诉了自己与雷文剑之间的感情风波。见她脸上的泪痕清晰可见,王加强便说:“这小子太不像话了,敢欺负我表妹,我去帮你教训教训他!”罗倩其实仍爱着雷文剑,不想和他分手,所以觉得利用表哥的威信去干预一下,也是好事,但提醒表哥:“千万别和他闹得太僵了!”
然而,之后发生的事情却完全出乎她的意料。这天下午6点,当王加强下班后赶往雷文剑住处时,在附近的菜市场碰见了他。王加强当众就对雷文剑进行“教训”,要他好好对罗倩。雷文剑对罗倩请表哥当“帮凶”感到不满,讥讽他说:“你一个保安管好别人的大门就行了!”说着转身回出租屋。
王加强也被对方的傲慢态度激怒了!他尾随雷文剑来到他出租屋门口,趁其开门之机,一拳击在其头上。雷文剑打开门立即操起一个凳子向王砸去,致使其额角当即涌出鲜血。王冲进屋把雷摁在了地上,并丧失理智地操起茶几上的一把菜刀,疯狂地朝雷砍去,直到看到他不再动弹,才惊觉自己闯大祸了,立即逃了出去。
迫于法律的威严,下午6点33分,王拨打了报警电话。随后,他被民警拘捕;而雷文剑则被送进了涪陵区人民医院抢救,经法医学鉴定为重伤。2009年1月17日,王加强因涉嫌故意伤害罪被正式逮捕。4月初,重庆市涪陵区人民法院作出初审判决:王加强犯故意伤害罪,判处有期徒刑三年,缓刑三年。
罗倩虽然没有受到法律的制裁,但她却备受良知和道德的谴责。因为正是她的偏执引发这场血案,既害了表哥,也让她永远地失去了心爱的恋人。案发后雷文剑拒绝她到医院探访,坚决与她断绝关系!她只得辞了职,悲痛地远赴上海打工。
谁能想到,原本亲密恩爱的恋人,竟会因为交换了一天手机,就产生了一连串的误解,不仅让爱情分崩离析,而且最终引发了一场惊心血案。手机作为现代人最重要的人际联络工具,必然会成为一道隐私屏障。而无论多么亲近的人,总会有属于自己的一些不愿意让别人知道的隐私。交换手机就意味着交换秘密,这种测试非但不会真的检验出爱情忠贞,反而会损伤感情。本文这个悲剧,就是最好的例证!
(文中除王加强外其余均为化名)
根据通信的属性不同,局域网交换机需要处理硬件或软件中或软硬件组合中的通信。虽然交换机的厂商很少披露其细节,但是对于测试人员来说,理解软件和硬件可以对交换机的能耗产生重大影响是很重要的。。
在交换机无法处理依赖于硬件芯片的某种通信时,就必须依赖于运行于主处理器中的软件,而这必定要增加CPU 的负担,从而增加能耗。因而,在测量能耗时,通信类型和通信组合类型必须适用于你的使用目的,这一点非常重要。
虽然多数交换机在硬件中处理第二层的通信,但是还有一些交换机在主处理器中处理第三层的某些或所有功能。有时候,要想理解正在处理哪一层的通信并不太容易,甚至使人糊涂。
关键是要记住,并不是内容决定层,而是交换机功能和设置决定了其层次。例如,我们可以将第七层的http通信通过第二层的交换机,但这台交换机仅能根据第二层的信息作出决定。因而,其结果都是相同的,而不管其通信是否包含应用程序信息还是除了第二层的地址信息什么也没有。
请记住,正因为你要传输上层的通信,你就不能简单地假定交换机正在一个特定水平上处理数据,除非你制定了测试计划,并证明你根据协议堆栈中特定等级的内容指导了通信。
举个例子来说,我们可以设计许多第七层的测试,指示交换机根据所请求的web页面将通信发送给一个特定端口。这时,通过验证服务器是否收到了“get”请求,测试人员很容易地就可以证明这种处理过程是否正在某个层次上执行,
下面我们首先解释局域网交换机功耗和效率的测量指标和其它考虑。后文将有测量局域网交换机的功耗的方法介绍。在测试局域网交换机功耗时,需要考虑哪些要素?有许多因素可以影响到局域网交换机耗用电能的方式。
网络接口是铜介质或光纤介质都会直接影响到功耗,还有活动端口的数量以及需要在网络的某些层上传输软件的模块数量都会影响到功耗。此外,对通信的检查越深入,功耗就越多。4层以上的交换机需要进行测试,这种交换机根据数据在协议堆栈中的高度和在数据包中的深度作出决策。这便造成一种不同的数据编码路径,从而影响到功耗。‘
局域网交换机功耗的测试指标
1. 稳态功耗
在性能测试时,常使用稳态功耗这个词。但从功耗的角度看,这是不确切的。例如,正在运转的风扇毫无疑问地会增加功耗。有些厂商有可能在系统启动时让风扇运转,从而也就“测试”了风扇(即使并不需要散热)。用户可以在设备刚加电五分钟之后就测试功耗,这会临时性地增加功耗。
而且,我们还要决定稳态功耗是基于拥有闲置端口的设备,还是基于一个正在处理数据通信的设备。且不管所使用的定义,重要的一点是要注意到,仅仅基于稳态功耗的成本计算不可能很精确,因为随着时间的推移,交换机交不会保持在单独一种通信负载状态。
2.模块/接口
要得到耗能的精确数字,交换机的测试必须注意到系统中正在使用的所有模块。即使是可堆叠交换机或固定端口的交换机,也有可能仅选择使用某些模块,而这会潜在地影响到功耗。一般情况下,这种选择包括uplink端口和用于连接一台交换机底板与另外一台交换机底板的堆叠端口。
3.电力供应的影响
1.理解掌握环路对网络造成的影响,掌握环路的自检测的配置; 2.理解路由的原理,掌握三层交换设备路由的配置方法 3.掌握DHCP的原理以及其配置方法
实验步骤
配置交换机的IP地址,及基本的线路连接等; 实验1:
①.用独立网线连接同一台交换机的任意两个端口时期形成自环
②.对交换机的两个端口进行配置,开启所有端口的环路检测功能、设置检测周期等属性 实验2:
①.按图1方式对三层交换机的VLAN、端口进行配置
②.在交换机中分别对VLAN的IP地址进行配置
③.启动三层交换机的IP路由
④.设置PC-A、PC-B的IP地址,分别将它们的网关设置为所属三层交换机VLAN的IP地址
⑤.通过Ping验证主机A、B之间的互通状况 实验3:
三层交换机作为DHCP服务器,两台PC-A和PC-B,分别从交换机上获取IP地址。PC-C手动配置IP地址。
①.按图2方式建立主机A、B、C与三层交换机间的连接,配置交换机的IP地址
②.配置三层交换机的DHCP地址池属性
③.启动DHCP服务
④.(1)查看主机A、B能否正确的获取到给定范围内IP地址,通过Ping查看网关、交换机之间的互通情况;(2)拔掉主机B的网线,将主机C的IP地址设置为主机B所获取的到的IP地址,然后再插上B机网线,查看其是否能获取到不同的IP地址;(3)分别重启主机A、B及交换机,查看A、B获取到的IP地址是否和前一次相同。
图1.三层路由连接图
图2.DHCP连接图
实验结果
实验1:环路测试
交换机出现环路的自检测结果:
实验2:路由配置:
主机A连接交换机端口2,划分为vlan10,端口IP地址为192.168.1.1。主机IP地址192.168.1.23;
主机B连接交换机端口10,划分为vlan20,端口IP地址为192.168.2.1。主机IP地址192.168.2.27;
在未设置IP routing之前主机A、B分属于不同网段,因此它们不能互通,设置后通过路由则可相互联通:
实验三:DHCP配置和验证:
主机A、B、C分别连接到交换机的端口2,端口18和端口10上。其中主机A、B的IP地址自动获取,主机C的IP地址则手动配置。
主机A通过DHCP获取的IP地址(192.168.1.211)
主机B通过DHCO获取到的IP地址(192.168.1.210)
测试主机A与主机C的互通性(可连通)
测试主机B与主机A、C之间的互通性(可连通)
当主机C配置为主机B获取到的IP地址是会产生IP地址冲突的错误提示:
配置的主机C的IP地址与主机B的IP地址相冲突
主机B网线重新连接后获取到的新的IP地址
交换机重新启动后A、B主机自动获取到的IP地址信息:
主机A自动获取的IP地址
主机B自动获取的IP地址
DHCP可分配IP地址池内IP数目小于申请的主机数目时实验验证情况:(可分配的IP地址为192.168.1.210 — 192.168.1.212),此时连接主机A、B、C、D。
主机D自动获取IP地址的结果
实验与结果分析
环路问题:
分为第二层环路和第三层环路,所有环路的形成都是由于目的路径不明确导致混乱而造成的。例如第二层,一个广播信息经过两个交换机的时候会不断恶性循环的产生广播造成环路,而第三层环路则是原路由意外不能工作,造成路由通告错误,形成一个恶性循环。传统的二层预防技术主要有STP(Spanning tree)来预防,STP在不断的修改和更新中,产生了诸如STP/RSTP/MSTP等多个版本,大家可根据各自的组网规划来选择应用,但是STP的配置复杂度,以及协议本身的开销通常都是网络管理人员比较头痛的事情。
解决因环路(自环或外环)对网络造成的影响,能够提高网络的自检错性、容错性和健壮性。环路检测的过称为:对交换机的每个端口周期性的发送回路检测(Loopback-detection)数据包;交换机查看端口收到包的CPUMAC字段,如果其中存的是本交换机的MAC,则本交换机的某些端口形成环路,否则将其丢弃,出现环路后,交换机会关闭端口号较大的端口以消除环路。图1中反映了在交换机开启所有端口的环路检测功能后每隔30秒检测到的信息以及对端口的关闭等操作信息。
三层路由意义和工作过程: 实现不同VLAN间主机的通信,通过配置VLAN能够有效地控制广播域的大小。在同一VLAN内的主机间的通信不需要经过交换机的路由处理可直接到达目的主机,当不同VLAN间通讯时,数据包先转发至路由器,由路由器查询其路由转发表选择正确的端口间数据包转发到目的VLAN的交换机,再由目的VLAN内交换机将数据包转发至目的主机。其中扮演主要角色的即为交换机的路由功能,如果没有设置相关属性则不同VLAN间不能通讯。
因此在图3的验证实验中,通过路由器的转发功能实现了分别位于VLAN10和VLAN20中主机A、B之间的通信,在未配置IP Routing之前VLAN10和VLAN20分属不同网段(A、B也属于不同网段),因此不能实现通信,配置之后路由器(三层交换设备)可通过内部路由转发表实现数据的转发和通信。
DHCP工作过程与实验分析:
即动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol),是一个局域网的网络协议,使用UDP协议工作,主要有两个用途:给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址,是使内部网络管理员能够集中管理(从中心结点监控)和自动分配IP 网络地址的通信协议。当某台计算机移到网络中的其它位置时,能自动收到新的IP 地址。DHCP 服务器从地址池中为客户端选择并分配IP 地址及其他相关参数当作为DHCP服务器的设备收到客户端发来的DHCP 请求时,将从地址池中挑选一个空闲的IP 地址。
DHCP工作过程:
当 DHCP客户端第一次登录网络的时候,也就是客户发现本机上没有任何 IP 数据设定,它会向网络发出一个 DHCP DISCOVER封包(广播包)。因为客户端还不知道自己属于哪一个网络,所以封包的来源地址会为 0.0.0.0,而目的地址则为 255.255.255.255,然后再附上 DHCP discover 的信息,向网络进行广播。如果都没有得到DHCP服务器的响应,客户端则会显示错误信息,宣告 DHCP discover 的失败。之后,基于使用者的选择,系统会继续在 5 分钟之后再重复一次 DHCP discover 的过程。
当 DHCP服务器监听到客户端发出的 DHCP discover 广播后,它会从那些还没有租出的地址范围内,选择最前面的空置 IP,连同其它 TCP/IP 设定,响应给客户端一个 DHCP OFFER封包。由于客户端在开始的时候还没有 IP 地址,所以在其 DHCP discover封包内会带有其 MAC 地址信息,并且有一个 XID 编号来辨别该封包,DHCP服务器响应的 DHCP offer 封包则会根据这些资料传递给要求租约的客户。根据服务器端的设定,DHCP offer封包会包含一个租约期限的信息。
如果客户端收到网络上多台 DHCP 服务器的响应,只会挑选其中一个 DHCP offer 而已(通常是最先抵达的那个),并且会向网络发送一个DHCP request广播封包,告诉所有 DHCP 服务器它将指定接受哪一台服务器提供的 IP 地址。同时,客户端还会向网络发送一个 ARP封包,查询网络上面有没有其它机器使用该 IP 地址;如果发现该 IP 已经被占用,客户端则会送出一个 DHCPDECLINE 封包给 DHCP服务器,拒绝接受其 DHCP offer,并重新发送 DHCP discover 信息。事实上,并不是所有 DHCP客户端都会无条件接受 DHCP服务器的 offer,尤其这些主机安装有其它 TCP/IP 相关的客户软件。客户端也可以用 DHCP request 向服务器提出 DHCP 选择,而这些选择会以不同的号码填写在 DHCP Option Field 里面。
当 DHCP服务器接收到客户端的 DHCP request 之后,会向客户端发出一个DHCPACK 响应,以确认 IP 租约的正式生效,标志着一次DHCP的工作过程完成。
图4—6反映了主机A、B通过自动获取IP地址方式由三层交换机动态分配IP后,各自得到的IP地址,由于A、B、C连接与同一台交换设备上,由没有VLAN划分等因素,所以它们之间不论是自动获取IP地址还是手动配置IP地址(不冲突的前提下)都能相互连通。当为主机C配置成已得到自动分配IP地址的主机B的IP地址时,自然会出现IP地址冲突的出错信息提示。当B网线重新链接时,相当于重新加入的客户端,交换机会从地址池中顺序选择下一个未分配的IP地址给新的请求用户。因此主机B会获得新新的IP地址,并且其值是主机C的IP地址的下一个邻接IP地址(在未超出可分配的IP地址范围条件下)。图7 —10中反映了上述描述的结果。
ZXJ10数字程控交换机
实验报告
专业班级:09通信工程2班
姓名: 学号: 指导老师:
2012年6月10日
一.实验目的:
1.系统配置及告警局使用:
熟练掌握交换机局容量的数据配置,数据配置,物理配置,后台告警查看系统告警信息。2.用户配置与操作:
熟练掌握本局用户数据的定义(包括定义用户号码,放号等),本局号码分析数据的制作,修改用户属性的数据,本局用户新业务的使用。
二、实验设备:
硬件:PC 机,电话机,中兴ZXJ10交换机 软件:中兴交换机后台管理系统
三.实验内容及步骤:
1.局容量配置:
1.首先打开[数据管理]→[数据备份]把D盘的空数据进行恢复,如图一,然后数据清空。2.打开[数据管理]—>[基本数据管理]—>[局容量配置],如图二,进入容量规划的页面。3.点击[全局规划],进入全局容量规划的页面,选择“全局容量规划参考”为“正常全局容量配置”,如图三,点击“全部使用建议值”并“确认”,回到容量规划的页面。4.点击增加,进入增加模块容量规划的页面,“模块号”键入“2”,如图四,点击“全部使用建议值”。最终返回出现如图五的界面,选择退出,局容量配置完毕。
2.2.交换局配置:
1.打开[数据管理]—>[基本数据管理]—>[交换局配置],如图一,进入交换局配置的页面。
2.点设置,进入如图二,设置数据如下:交换局名称,测试码,长途区内序号,催费选择子,来话忙音提示号码,转接平台局码,转接平台密码,主叫智能接入码,被叫智能接入码都填写1,国家代码写86,交换局编码写755,基本网络类型为公众电信网,本局网络的CIC码为中国电信,交换局类别选市话局和国内长话局,信令点类型为信令端接点,设置完后点击确定,则交换局配置完毕。
3.物理配置:
1.打开[数据管理]—>[基本数据管理]—>[物理配置]—>[物理配置],如图一,进入物理配置的界面。
2.点击<增加模块>,进入[新增模块]的页面,对于PSM单模块成局,设置[模块号]为2,如图二,再选上8k外围交换模块,点击<确认>,返回物理配置的页面。3.选中模块2,点击<新增机架>,进入[新增机架]的页面,如图三,点击<确认>返回物理配置的页面。
4.机架1,点击<新增机框>,进入新增机框的页面,逐个增加机框,从1到6共六个之后,返回物理配置的页面,如图四。
5.选种对应的机框,点击<机框属性>,进入单板的配置界面,根据不同机框类型的参考配置和机架上的实际板位,配置单板。如图五,图六,图七,图八,配置完后,返回物理配置的页面。
6.选中模块2,点击通讯板配置,在[选择通信板]栏选中15,16(MPPP),点击缺省配置通讯板,如图九,点击返回,返回物理配置的页面。
7.选中模块2,点击<单元配置>,进入[单元配置]的页面,增加单元。首先点击<增加所有无HW单元>,如图十。然后点击<增加>,进入[增加单元]的界面,增加占用HW的单元,首先选择[单元编号],设定好[单元编号]和[单元类型]后,在[本模块可供分配的的单元项]中就会出现相应的物理项,用<转移项>将该项转移到[分配给此单元的单元选项列表]中,再依次配置[子单元配置],[HW线配置],[通信端口配置]。三项配置如下:
① 元编号1:单元类型:交换网单元,端口号设置:使用缺省值。
② 元编号2:单元类型:用户单元,分配给此单元的单元项:机框1,单元HW线配置:
网号为1,物理HW号分别为24,25,端口号设置:使用缺省值。
③ 元编号3:单元类型:数字中继单元,子单元配置:四个全选,勾选暂不使用,单元HW线配置:网号为1,第一条物理HW号为20,端口号设置:使用缺省值。
④ 元编号4:单元类型:模拟信令单元,分配给此单元的单元项为机框5的槽位6,子
单元配置:双音多频,单元HW线配置:网号为1,第一条物理HW号为22,端口号设置:使用缺省值。
⑤ 单元编号5:单元类型:模拟信令单元,分配给此单元的单元项为机框5的槽位7,子单元配置:音子单元,单元HW线配置:网号为1,第一条物理HW号为23,端口号设置:使用缺省值。
4.数据传送:
数据传送的的目的是将后台配置的数据传送到前台MP中,选择[数据管理]—>[数据传送],进入数据传送的界面,选择传送方式为[传送全部表],点击<发送>即可。
5.告警信息查看:
选择[系统维护]—>[后台告警],进入告警后台客户端,左侧窗口显示以局、模块、机架为节点的配置树,使操作员对本局的配置一目了然。
6.号码管理:
1.选择[数据管理]—>[基本数据管理]—>[号码管理]—>[号码管理],进入[号码管理] 的页面。
2.增加局号。如图一。选择网络类型[公众电信网],点击<增加局号>,[局号索引]为1,键入[局号(PQR)]222,[号码长度]键入7,点击<确定>,返回[号码管理]的页面。
3.分配百号。如图二。点击<分配百号>,选择刚刚创建的局号222和模块号2,将其中一个“22”转移至右侧,点击<返回>回到号码管理的页面,百号分配完毕。4.用户号码放号。如图三。在号码管理的页面,点击<放号>,进入[号码分配]的页面,在[号码范围]选择222,[百号]选择22,模块2,机架1,机框1,普通用户线,在[放号数目]域填入70。
7.号码分析: 1.选择[数据管理]—>[基本数据管理]—>[号码管理]—>[号码分析],到[号码分析]界面。
2.增加分析器。如图一,在[分析器入口]的子页面,点击<增加>,创建两个分析器:新业务分析器和本地网分析器。然后选中<本地网分析器>,点击<分析号码>钮,进入本地网分析器入口。点击<增加>,进入[增加本地网被分析号码]的窗口,设置如下:被分析号码222,呼叫业务类型:本地网本局/普通业务,局号索引为1,目的网类型:公众电信网,分析结束标志:分析结束,不在分析,话路复原方式:互不控制复原,号码流最少和最长位长都为7。
3.增加号码分析选择子。如图二和图三。回到号码分析选择子的子页面,点击<增加>,“新业务分析器”和“本地分析器”的入口标志分别选择刚刚创建的两个分析器的入口值(如1和5),点击<确认>钮。
8.修改用户属性:
1.定义用户属性模板。如图一。选择[数据管理]>—>[基本数据管理]—>[用户属性],进入[用户属性定义]的界面。用户也可以自己定义新的模板。选中[普通用户缺省]模板,在[基本属性]子页面中选择[用户类别]:普通用户;[号码分析子(普通)]:222;[计费类别]:定期计费; [终端类别]:勾上音频允许,脉冲允许,可以显示主叫号码,分组交换设备;同时放开开通权限。在呼叫权限子页面中选择常用权限模板定义普通权限,欠费权限模板定义欠费权限。点击<确定>。
2.定位用户。如图二。选择[用户属性定义]—>[需要配置的用户定义],定义用户的属性,选择手工批量输入:选择[手工输入,批量输入],选中[模块号]、[局号]、[用户类别]为普通用户,选中百号组和其下的一批号码,转移到右边,点击<确定>,系统自动切换到<属性配置>子页面。
四.实验结果:
局号为222,百号为22,放号为70,所以当拨打2222218的时候,2222218的电话声响起,实验成功。
五.实验心得体会:
本实验一开始做的时候困难重重,第一次验收的时候电话一拨打就出现忙音,经检查发现是用户属性定义出现问题,分组交换设备没有勾选上。分组交换是现代交换原理的重要内容,现在很多交换机采用分组交换。之所以选择分组交换是因为它具有不同数据终端之间灵活沟通,时延小,满足数据交互业务要求,而且可靠性高,网络费用低的优可以拨号且正常通话,实验成功。
(一) 测试网络结构规划
首先在承载ASON功能的城域网络, 我们选择了由8个核心节点组成的网状网络结构, 这8个节点采用的是具有ASON功能的阿尔卡特1678MCC设备, 两个节点中间采用10G光口光纤互联。当网络构建完毕后, 整个ASON网络结构成MESH网络结构, 核心节点有4个连通度。如图一。读者可以根据自己实际情况考虑使用别的厂商的设备, 并不影响后文的测试方案。
针对ASON控制平面参数, 我们对每个ASON节点的NODE ID进行了修改, 如表1。
在控制平面开启前, 我们还对阿尔卡特ASON规划模拟软件1356NT进行了测试。1356NT是专门针对Alcatel-Lucent智能光网络解决方案的分布式网络分析和规划工具。通过测试该软件, 我们初步了解了控制平面的一些参数和特点。
(二) 控制平面测试
1. 业务保护恢复测试
(1) 永久1+1专用保护 (PRC)
(2) 动态恢复 (SBR)
(3) 预置路由恢复 (GR)
(4) 不同保护恢复方式组合功能测试
1) 1+1MSP保护与动态恢复的结合:发生线路故障时, 恢复的顺序。
2) SNCP和动态恢复的工作顺序
(5) 优先级抢占测试
(6) 在线更改业务的保护恢复等级及优先级
(7) 控制平面节点失效测试
(8) 大业务量保护恢复性能测试
2. 自动寻路方式的业务开通
3. 信令功能测试
(1) 软永久连接 (SPC) 控制
(2) Crankback (回溯) 功能
4. 链路捆束 (Link Bundle) 功能
以上是笔者和同事在完成控制平面功能及性能测试后总结出一些方法步骤, 希望能对有线传输尤其是想在本地传输网中引入ASON功能的从业者有所帮助。文章中有写得不正确或不够完善的, 请大家给予批评指正。
参考文献
[1]李秉钧, 万晓榆, 樊自甫.演进中的电信传送网[M].人民邮电出版社.
[2]顾畹仪, 张杰.全光通信网[M].北京邮电大学出版社.
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