電信業(yè)的開放和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)與通信正以前所未有的速度迅猛發(fā)展，對于城域網(wǎng)（MAN）產(chǎn)生了巨大的壓力，并提出了更多新的功能需求。彈性分組環(huán)（RPR）是IEEE802.17已標(biāo)準(zhǔn)化的新型城域網(wǎng)技術(shù)，融合了同步數(shù)字體系/光纖同步網(wǎng)絡(luò)（SDH/SONET）與以太網(wǎng)的精華，同時(shí)又具有自身的特點(diǎn)。文章將RPR網(wǎng)絡(luò)測試進(jìn)行階段化討論，并且描述了測試所面臨的挑戰(zhàn)。 隨著因特網(wǎng)業(yè)務(wù)的爆炸式增長，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接近甚至超過了傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)成為網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹黧w，城域網(wǎng)已成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。彈性分組環(huán)（RPR）以其技術(shù)的先進(jìn)性、投資的有效性、性能的優(yōu)越性、支持業(yè)務(wù)的多樣性，從眾多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中脫穎而出，得到了廣泛的應(yīng)用。RPR是一種分組包的傳輸技術(shù)，主要定義了一種新的介質(zhì)訪問控制（MAC）協(xié)議，對應(yīng)于開放式系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）參考模型的第二層，對物理層是透明的，可以支持多種物理層。它提供同步數(shù)字體系（SDH）所獨(dú)有的兩個(gè)主要特色，高效地支持環(huán)形拓?fù)浼肮饫w故障或鏈路失敗時(shí)的快速保護(hù)切換;同時(shí)，RPR能提供像以太網(wǎng)那樣的高效、簡單、低成本的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù);另外，RPR還有許多自己的特點(diǎn)，如空間重用、帶寬公平接入等。 RPR協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)也于2004年由IEEE 802.17[1]工作組正式發(fā)表，但是還沒有開始進(jìn)行關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的一致性測試。本文主要介紹基于網(wǎng)絡(luò)處理器（NP）的RPR測試，對測試的各個(gè)階段進(jìn)行了劃分，討論了RPR網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制測試的可行性。 1. 網(wǎng)絡(luò)處理器簡介 網(wǎng)絡(luò)處理器（NP）是一種專門為處理數(shù)據(jù)包而設(shè)計(jì)的可編程器件，廣泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域，如進(jìn)行分組包處理、路由查找、協(xié)議分析、QoS等?；诰W(wǎng)絡(luò)處理器架構(gòu)的RPR測試與一般基于通用處理器CPU架構(gòu)相比，在性能上可以得到很大的提高，且可以彌補(bǔ)通用CPU架構(gòu)性能的不足，同時(shí)又不需要具備基于通用CPU所需要的大量基金和技術(shù)積累。網(wǎng)絡(luò)處理器通常從軟件和硬件兩個(gè)方面進(jìn)行描述。 1）軟件方面 主要包括板級支持包（BSP）、嵌入式操作系統(tǒng)、路由協(xié)議軟件包和微代碼四個(gè)部分。前三者運(yùn)行在智能協(xié)處理器單元上，板級支持包記錄智能協(xié)處理器單元需要管理的硬件信息以及主要配置信息，嵌入式操作系統(tǒng)是路由協(xié)議或其他應(yīng)用程序運(yùn)行的基礎(chǔ)，智能協(xié)處理器通過運(yùn)行路由協(xié)議軟件包，可以生成并維護(hù)路由表。微代碼運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)處理器單元上，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)發(fā) 2）硬件方面 主要有兩個(gè)功能模塊：網(wǎng)絡(luò)處理器單元和專用智能協(xié)處理器單元。智能協(xié)處理器單元是網(wǎng)絡(luò)處理器的核心，需要嵌入式操作系統(tǒng)的支持，用于控制網(wǎng)絡(luò)處理單元和其他硬件單元，通過運(yùn)行于操作系統(tǒng)之上的路由協(xié)議軟件包，完成路由信息的接收、處理和轉(zhuǎn)發(fā)，生成并維護(hù)路由表等。網(wǎng)絡(luò)處理器單元采用多線程結(jié)構(gòu)，可以完成智能數(shù)據(jù)處理功能，例如數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)、包頭處理和路由查詢等。為了系統(tǒng)的靈活性，智能協(xié)處理器單元都是可編程的。網(wǎng)絡(luò)處理器單元一般由多個(gè)可編程的復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)（RISC）芯核組成，充分保證了網(wǎng)絡(luò)處理器的靈活性。 2. 測試階段 RPR在基于網(wǎng)絡(luò)處理器環(huán)境下，是由不同的階段組成的，其中包括標(biāo)準(zhǔn)一致性測試文檔的創(chuàng)建、單元測試、仿真器測試、管道（pipeline）的集成、板上集成、系統(tǒng)測試，其中系統(tǒng)測試是RPR功能性測試的最后一部分。 利用計(jì)算機(jī)中的進(jìn)程概念，RPR測試的各個(gè)階段如圖1所示。 單元測試與仿真器同時(shí)完成。各階段控制平面仿真器測試和數(shù)據(jù)平面仿真器測試，表示控制平面和數(shù)據(jù)平面集成測試在仿真器中進(jìn)行。緊跟在這個(gè)階段之后的是板級集成測試階段，在板級集成測試階段的主要任務(wù)是測試數(shù)據(jù)平面與控制平面的接口，即控制平面能夠與數(shù)據(jù)平面進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。 2.1　控制平面仿真測試 控制平面仿真測試是指通過建立一個(gè)獨(dú)立的仿真器來測試控制平面的功能，該仿真器就是以一個(gè)幀工作框架來實(shí)現(xiàn)控制平面間的包交換。所有的拓?fù)浔Ｗo(hù)功能、OAM（操作、管理、維護(hù)）與部分公平性都可以在該仿真環(huán)境中進(jìn)行測試，因此要求仿真器具有如下性質(zhì)：a）支持拓?fù)浔Ｗo(hù)TP幀，拓?fù)湫ｒ?yàn)和TC幀，屬性發(fā)現(xiàn)ATD幀，OAM幀的交換。b）支持環(huán)上信號中斷或者信號衰落，支持多播。c）如果在控制面板上實(shí)現(xiàn)公平性，能夠支持SCFF幀。d）不能有異常終端（沒有存儲或者沒有資源）。e）能夠強(qiáng)健的穩(wěn)定支持測試。 控制平面仿真由管理接口提供變量和更新狀態(tài)?？刂破矫嫦嚓P(guān)信息在仿真器中有效，而數(shù)據(jù)平面的管理接口相關(guān)的信息只能在硬件中應(yīng)用。 在此，我們可以將仿真器建立在操作系統(tǒng)中，仿真器也可以使用IPC（inter-process communication）機(jī)制建立——信息隊(duì)列或者管道。仿真器是作為一層來實(shí)現(xiàn)的，它取代了控制平面和數(shù)據(jù)平面之間的接口。TP幀和ATD幀都是通過多播的方式傳送到環(huán)上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)。TC幀僅僅與它的鄰節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交換，而鄰節(jié)點(diǎn)的OAM幀需要在仿真器中進(jìn)行特殊的控制。仿真器應(yīng)該能夠在幀controltype基礎(chǔ)上智能控制幀，而且仿真器通過配置來建立一個(gè)255個(gè)節(jié)點(diǎn)的仿真器，用來測試255個(gè)節(jié)點(diǎn)。 2.2　數(shù)據(jù)平面仿真測試 管道集成階段是指分組包處理過程中不同模塊的集成階段。管道集成測試可以在仿真環(huán)境中運(yùn)行，在該環(huán)境下所有的數(shù)據(jù)通道部分被看作一個(gè)單一的塊，封裝了分組頭，接入接收器，捕捉從管道中來的分組包，在轉(zhuǎn)發(fā)塊中進(jìn)行分析。網(wǎng)絡(luò)處理器模塊支持包發(fā)生器，然而，性能和穩(wěn)定性測試不能在Pipeline集成階段實(shí)現(xiàn)。Pipeline的集成是通過腳本（scripts）自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。 例如，假設(shè)RPR端口支持快速以太網(wǎng)口，測試設(shè)備就會產(chǎn)生可用的快速以太流。該流被映射到入口處的RPR幀中，在環(huán)上傳送，然后在出口處再轉(zhuǎn)換成快速以太網(wǎng)分組包。其他設(shè)備提供商的設(shè)備支持捕捉和在通用成幀協(xié)議（GFP）上顯示RPR，選擇各種濾波器是用來濾出幀的捕捉特性，這種設(shè)備與以太網(wǎng)分組包發(fā)生器一起可以進(jìn)行RPR測試。 3. RPR測試自動(dòng)控制的可能性 RPR測試的自動(dòng)控制可以在管道集成階段、板級集成階段以及系統(tǒng)測試階段實(shí)現(xiàn)。對于管道集成階段，蹤跡描述為每種測試情況生成流，能夠在遠(yuǎn)端進(jìn)行調(diào)度，而且在出口處分析生成的分組包。在板級集成階段，自動(dòng)生成測試所需的蹤跡描述，由此蹤跡搭建供應(yīng)平臺，使得狀態(tài)平臺重新得到相應(yīng)的值。在此，為了系統(tǒng)的自動(dòng)控制，應(yīng)該在運(yùn)行中使用集中的幀。 　　首先可以建立一個(gè)測試的自動(dòng)控制系統(tǒng)，如圖2所示?？蛻簦ㄒ蕴W(wǎng)）分組包產(chǎn)生器的端口連接到不同的RPR節(jié)點(diǎn)上。以太網(wǎng)分組產(chǎn)生器應(yīng)該能夠產(chǎn)生帶虛擬局域網(wǎng)（VLAN）標(biāo)記的分組，它們有不同的優(yōu)先級值。RPR幀傳感器能夠捕捉和顯示RPR幀。兩種測試儀器由測試框架搭建在一起，控制以太網(wǎng)分組產(chǎn)生器和RPR幀傳感器。該框架支持在測試儀器中產(chǎn)生和分析分組包的腳本（scripts）。腳本可以幫助RPR測試的自動(dòng)進(jìn)行，以便降低衰減作用。 該體系可以自動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)幀、控制幀、公平幀等;幀的重新排序;支持多播業(yè)務(wù);產(chǎn)生故障時(shí)，確認(rèn)幀的內(nèi)容，進(jìn)行卷繞或者倒換業(yè)務(wù)。 4. RPR網(wǎng)絡(luò)測試中的挑戰(zhàn) 在RPR測試中需要建立一個(gè)255節(jié)點(diǎn)的RPR環(huán)，而且RPR拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)應(yīng)該在數(shù)據(jù)庫中保存有255個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息。但是在實(shí)驗(yàn)室建立255個(gè)節(jié)點(diǎn)的環(huán)網(wǎng)是不可行的，我們只有通過建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)仿真器來實(shí)現(xiàn)。因此，要求該仿真器可以模擬255個(gè)節(jié)點(diǎn)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以產(chǎn)生TP幀和ATD幀，且具有隨機(jī)性，可以為幀的傳輸定時(shí)。該定時(shí)器的定義是由幀中的每個(gè)域值決定的。當(dāng)沒有明確定義MAC地址是唯一的，就隨機(jī)產(chǎn)生MAC地址。下面的測試需使用255節(jié)點(diǎn)仿真器才可以完成。 1）在255個(gè)節(jié)點(diǎn)的環(huán)上復(fù)制MAC地址。 2）拓?fù)涓淖冃畔⒌倪^程。 3）屬性。一個(gè)典型的測試就是確認(rèn)excessReservedRate廣播的有效性。在255個(gè)節(jié)點(diǎn)預(yù)留速率應(yīng)該是分布式的，以使得總的未預(yù)留的速率小于0。這應(yīng)在單個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備（NE）上廣播excessReservedRate，就是指拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫中的NE的未預(yù)留速率被更新，且被正確的控制。 公平性和成形測試主要包括幀格式測試和符合公平性業(yè)務(wù)的公平性控制。測試公平性，可以根據(jù)在出口處不同的速率產(chǎn)生的SCFF幀，然后分析SCFF幀數(shù)據(jù)平面的相應(yīng)反應(yīng)。同樣公平性測試可以利用圖2的測試框架。 在彈性分組環(huán)中提供了50ms快速保護(hù)倒換，測試方法是在RPR環(huán)網(wǎng)上傳送以太網(wǎng)業(yè)務(wù)流，制造一次故障，即信號中斷或者信號衰落，然后測量由于RPR網(wǎng)絡(luò)的卷繞或者倒換造成的以太網(wǎng)分組包丟失的數(shù)量，由這個(gè)數(shù)量值來計(jì)算保護(hù)切換時(shí)間。而且保護(hù)切換時(shí)間會隨著網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加而增加。 時(shí)延和抖動(dòng)測試是指從要求傳送幀的時(shí)刻起到目的節(jié)點(diǎn)接收到該幀的時(shí)刻止，測試的方法就是通過傳送單一以太網(wǎng)幀，且把該幀映射到class A的數(shù)據(jù)幀中，然后通過較長的一條通路在接收的鄰節(jié)點(diǎn)捕捉時(shí)間延遲。 結(jié)束語 本文討論了RPR網(wǎng)絡(luò)測試的各個(gè)階段，通過搭建RPR網(wǎng)絡(luò)測試框架，利用仿真器，討論了RRP網(wǎng)絡(luò)測試自動(dòng)控制的可能性。最后提出了在該領(lǐng)域中的挑戰(zhàn)。