等效環(huán)回測試法和平移測試法合力解決三層網(wǎng)絡性能指標測試問題

案例標題等效環(huán)回測試法和平移測試法合力解決三層網(wǎng)絡性能指標測試問題案例作者魯景華所屬分公司：北京市分公司摘要：隨著社會全面步入信息化，用戶的各種網(wǎng)絡應用對通信的需求不斷擴大，傳統(tǒng)的基于物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡測試已不再能滿足用戶日益增長的實際需求，對于用戶來說越來越希望運營商能夠提供基于網(wǎng)絡層，甚至是應用層的網(wǎng)絡性能測試指標。圍繞用戶的實際需求，研究出了一套基于三層網(wǎng)絡層的“等效環(huán)回”測試法。對于用戶對端無法配合測試的電路，我們還通過對連接纜線進行巧妙改造，設計出了“平移”測試法。本文匯總了“等效環(huán)回”測試法和“平移”測試法的常見案例，希望能為運維側(cè)工程師提供借鑒，從而有效提升運維服務品質(zhì)，提高客戶感知，助力市場發(fā)展。關鍵詞：等效環(huán)回測試法、平移測試法、儀表設置、纜線制作、應用場景案例背景業(yè)務背景隨著社會全面步入信息化，用戶的各種網(wǎng)絡應用對通信的需求不斷擴大。面對這種日益擴大的需求，我們的測試方法還停留在對于通信鏈路物理層的誤碼率和數(shù)據(jù)鏈路層的丟幀率等性能指標的測試上。這顯然已經(jīng)不能滿足用戶日益增長的實際需求，對于用戶來說越來越希望運營商能夠提供基于網(wǎng)絡層，甚至是應用層的網(wǎng)絡性能測試指標。因此，如何有效解決用戶的實際需求，提供面向用戶側(cè)的測試解決方案，成為了運維側(cè)工程師的重要工作。測試方法介紹等效環(huán)回測試法在以太網(wǎng)中，三層數(shù)據(jù)包被封裝在以太幀中進行傳送，通過對以太幀拆、封裝過程進行分析，我們設計出了等效環(huán)回測試法。具體如下圖，首先儀表解析路由器的MAC地址，并將源、目的IP都設置為儀表IP地址。當路由器收到儀表發(fā)送的以太幀時，發(fā)現(xiàn)MAC地址為本接口地址，于是將該幀轉(zhuǎn)交路由進程處理。路由進程檢查三層包頭，發(fā)現(xiàn)IP地址為儀表IP地址，于是重新封裝數(shù)據(jù)包，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)回儀表，從而完成數(shù)據(jù)包在線路上環(huán)回的過程。具體儀表設置過程，我們將在案例中詳細介紹。平移測試法本測試方法的原理是通過特殊的纜線連接把對端的儀表和設備等效到本端，在本端加兩塊同型號的儀表或另加一臺設備模仿用戶原有的線路，以解決對端儀表無環(huán)回功能或因型號不一致，儀表內(nèi)置的環(huán)回功能無法匹配等問題。連線關系為：對端打硬環(huán)，本端儀表A的發(fā)直接連到儀表B的收，儀表A的收連傳輸?shù)陌l(fā)，儀表B的發(fā)連傳輸?shù)氖眨唧w原理如下圖：傳輸是光口的，按上圖所示直接用光纖連接，傳輸是電口的分別按以下兩圖所示制作專用測試線：百兆以太測試線接線關系E1數(shù)字測試線接線關系測試線實物圖常見應用場景跨域業(yè)務；匯聚電路；互聯(lián)網(wǎng)黃、白金業(yè)務；對端無法配合的業(yè)務。案例描述1.等效環(huán)回測試法在跨域業(yè)務中的應用故障描述：某用戶將北京到呼和浩特的跨域SDH以太網(wǎng)電路由8M升速至20M。升速完成后，維護中心用儀表測試線路帶寬為20M，但客戶反饋升速后用FTP下載文件與升速前沒有明顯改變。如下圖所示，該電路為一條由北京到呼和浩特的點到點透傳的SDH以太網(wǎng)電路，其中A端在北京，Z端在呼和浩特，兩端均為阿爾卡特傳輸設備。2121故障分析和詳細處理過程：測試工程師首先與傳輸網(wǎng)管溝通，被告知傳輸電路無告警，線路升速已按要求做完。于是測試工程師決定讓呼和浩特聯(lián)通測試工程師配合在圖一的1點位置朝北京做環(huán)，北京測試工程師在A端接上儀表，對傳輸網(wǎng)進行二層環(huán)回測試，經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)線路速率為20Mbps。然后北京測試工程師決定對線路進行“等效環(huán)回”測試，于是讓呼和浩特測試工程師將環(huán)拆除，直接接上用戶路由器。具體測試設置如下：1）開機初始化，進入“選擇測試”選擇以太網(wǎng)“3層流量”測試選項。點擊儀表右上角“設置”按鈕，進入具體配置界面。2）在“接口”菜單內(nèi)的“物理層”選項。配置相應儀表“自協(xié)商”、“接口速率”、“雙工模式”等信息。3）選擇“以太網(wǎng)”菜單，將ARP模式設置為“啟動的”，以便正確獲取對端MAC地址。4）選擇“IP”菜單，設置“數(shù)據(jù)包長度”、“源IP”、“缺省網(wǎng)關”、“子網(wǎng)掩碼”及“目的IP”等。點擊“Ping”按鈕，查看是否配置正確。5）選擇“以太網(wǎng)”菜單，查看已正確獲取的“目的MAC”并記錄。將ARP模式設置為“禁止的”，并將之前記錄的正確目的MAC地址再次手動寫入。6）選擇“IP”菜單，將“目的IP”地址更改為與“源IP”地址相同即可。7）選擇“流量”菜單，配置數(shù)據(jù)流量大小，設置相應負載速率（必須為L1層速率）。至此，全部設置完畢，點擊儀表右上方“結果”按鈕，準備開始進行測試。8）返回測試界面，點擊“流量開始”按鈕，開始三層流量測試。經(jīng)“等效環(huán)回”測試后發(fā)現(xiàn)，速率設置為20M時線路丟包，直至降速至8M時線路正常，判斷實測速率為8M。通過以上測試，測試工程師判斷該線路沒有問題，問題可能出現(xiàn)在用戶呼和浩特端路由器配置上?？蛻粽J可自身路由器出現(xiàn)問題，希望聯(lián)通協(xié)助解決。本著客戶至上的原則，大客戶工程師與呼和浩特客戶方溝通后，遠程登陸呼和浩特客戶路由器，經(jīng)檢查客戶路由器配置后發(fā)現(xiàn)是客戶在升速后沒有將QoS限速更改。經(jīng)更改后，測試人員對路由器和線路進行全程測試，發(fā)現(xiàn)線路已達到20M速率。故障解決，用戶對結果表示認可。2.等效環(huán)回測試法在匯聚電路速率測試中的應用案例描述：北京市交管局組網(wǎng)項目，該項目匯聚點為交管局十八里店車管所，各相關4S店為分支點，由于涉及4S店較多，后期部分線路開通時交管局十八里店車管所已接上用戶路由器，且用戶不同意斷測，但同時又要求提供含線路速率測試結果的測試報告。如下圖所示A端為北京市交管局十八里店車管所，Z端為各分支4S店，由于前期已開通部分線路，交管局十八里店用戶已將匯聚端路由器接上，且已加載業(yè)務，用戶不同意繼續(xù)斷線測試。但同時用戶又提出，為保證租用速率達標，要求聯(lián)通提供含線路速率測試結果的測試報告。案例分析與解決方法：接到用戶實際需求后，測試工程師首先與傳送網(wǎng)網(wǎng)管進行溝通，經(jīng)溝通后確定無法從匯聚端朝分支點做交叉連接環(huán)，從分支點做二層環(huán)回測試方法不可行。于是測試工程師決定在新開分支點接儀表，對匯聚端口做三層“等效環(huán)回”測試，經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)在線路正常的情況下，該方法可以有效、準確的得出用戶的線路速率測試結果。具體儀表設置方法同案例1。3.等效環(huán)回測試法在互聯(lián)網(wǎng)專線測試中的應用案例描述：某用戶新開通一條2G互聯(lián)網(wǎng)黃白金專線，線路開通后用戶質(zhì)疑線路速率不達標，用戶要求聯(lián)通上門對該互聯(lián)網(wǎng)專線進行開通測試。案例分析與解決方法：接到用戶要求后，測試工程師攜帶筆記本上門用網(wǎng)站對用戶線路進行測速，發(fā)現(xiàn)速率只能到1G，經(jīng)分析由于筆記本網(wǎng)卡端口最高為GE，造成此種測試方法最高只能測到1G，當用戶速率超過1G時，此種傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)測速方法不可行。測試工程師分析了實際了網(wǎng)絡拓撲（如下圖）后，發(fā)現(xiàn)可以對用戶端到互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)端口之間的接入段進行“等效環(huán)回”測試。于是測試工程師攜帶儀表對該接入段參照案例1的設置方法進行了“等效環(huán)回”測試，經(jīng)測試接入段帶寬為2G，接入段線路一切正常。后經(jīng)對用戶內(nèi)網(wǎng)結構進行分析發(fā)現(xiàn)，用戶內(nèi)網(wǎng)設備的一個端口為GE端口，導致用戶實際使用速率達不到2G，協(xié)助用戶更換該設備后線路恢復正常。4.平移測試法在用戶對端無法配合的測試中的應用故障描述：中石化由河北涿州至北京昌平長陵的一條點對點2M數(shù)字電路專線，用戶申告線路故障，前去位于北京昌平的用戶測試線路。首先對端打環(huán)用儀表測試全程線路，儀表顯示一切正常，但用戶接上設備后還是反應上網(wǎng)慢，有時出現(xiàn)掉線，視頻業(yè)務中斷等現(xiàn)象，線路對端的一臺CISCO72系列路由器LOG日志中顯示廣域網(wǎng)口的協(xié)議頻繁出現(xiàn)UP和DOWN告警信息。懷疑用戶設備有問題，就把自帶的路由器換上，用戶測試，故障現(xiàn)象依然存在。聯(lián)系昌平本地和涿洲本地傳輸更換時隙，還是有問題。北京端所能做的測試工作都做了，唯一查不到的就是涿洲端的用戶設備，與用戶協(xié)商去涿洲測試。到涿洲后首先環(huán)測用戶的設備，也沒問題，然后我們在涿州用戶側(cè)起一臺FTPSever，由北京用戶的一臺PC下載涿州FTPSever中的文件，一切正常，反過來從涿州用戶側(cè)下載北京用戶Sever中的文件，路由器就出現(xiàn)了告警信息。故障分析與解決方法：為了測試這條特殊故障線路，我們在涿州用戶側(cè)增加了一臺自帶的CISCO路由器，設計出了如下測試方案，具體連接示意圖以及整條電路路由如下圖。1）首先D點朝向A點打環(huán)，用表進行端到端測試，全都正常。PC1與PC2做互通Ping測試，無丟包，用戶路由器LOG日志中也無告警信息。2）PC1設為FTPSever,PC2作為客戶端下載PC1中的文件，查看路由器端口，顯示流量最大時達到1.9M，此時做相互Ping測試也無丟包現(xiàn)象，路由器LOG日志中也無告警信息。此種測試狀態(tài)下線路全都正常。3）PC2設為FTPSever,PC1作為客戶端下載PC2中的文件，查看路由器端口，顯示流量最大時只能達到800K，此時做相互Ping測試，出現(xiàn)了頻繁丟包現(xiàn)象，路由器LOG日志中出現(xiàn)了用戶反應的告警信息，4）分段打環(huán)測試，確定故障點。首先在C點朝向A點打環(huán)，此時看到PC1與PC2互Ping測試丟包現(xiàn)象消失，路由器中也無告警信息，電路恢復正常。再次把環(huán)做到D點測試，又出現(xiàn)了上面第3步測試中的現(xiàn)象。5）將用戶電路恢復，A點起一臺FTPSever由D點的一臺PC下載A點Sever中的文件，一切正常，反過來讓A點下載D點Sever中的文件，路由器又出現(xiàn)了告警信息。6）通過以上測試基本判定C點到D點傳輸通道在線路流量達到一定程度時，單方向傳輸上有問題。把測試結果發(fā)給了華為工程師，經(jīng)華為工程師現(xiàn)場測試后確認在用設備確實有問題，更換設備后線路正常。（三）案例總結傳統(tǒng)專線的二層測試方法，只能驗證線路的二層性能，在實際應用中，當用戶接上自身三層設備進行線路調(diào)試時，常常會出現(xiàn)各種各樣的問題。1.“等效環(huán)回”測試法的設置步驟：1）選擇正確的測試端口模式，選擇三層流量測試模式；2）開啟ARP，設置正確的源、目的IP和子網(wǎng)掩碼；3）點擊PING按鈕，學到對端MAC地址并記錄；4）關閉ARP，將之前記錄的對端MAC地址填入MAC地址欄；5）將目的IP地址更改為源IP地址；6）點擊發(fā)送流量開始測試。2.“等效環(huán)回”測試法的常見應用場