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1、北京兰钛克世纪科技有限公司 010-68008671 Ixia公司 IP综合网络性能分析仪IP承载网端到端测试案例北京兰钛克世纪科技有限公司2009、06目录1引言21.1新业务对IP网络的基本要求21.2通过整个IP承载网进行测试可以达到的目标21.3测试原则21.4传统“网络测试”的误区为什么RFC2544测试不适合用于网络测试32IP网络测试仪表部署方案建议（以某省域网为例）42.1部署方式42.2测试项目（以xDSL接入用户的三重播放业务为例）52.3仪表配置81 引言 1.1 新业务对IP网络的基本要求 宽带网络近几年迅速发展，用户数量成倍增加。NGN，3G，IPTV，FMC，IMS
2、等新技术、新业务的兴起，使IP网络上承载越来越多的业务成为发展趋势。通常我们将这些业务划分为数据、语音和视频三大类并称为三重播放（Triple Play）。这些业务对IP网络的基本要求包括： （1） 数据业务：非实时、突发性的业务，对时延、抖动要求低，但要求差错率低 （2） 语音业务：要求时延和时延抖动小、丢包率小（3） 视频业务：高带宽业务，要求传输时延和时延抖动小另外，网络游戏、P2P文件下载/流媒体、即时聊天和网络病毒及恶意攻击等业务流量也不可忽视，它们在吞食网络带宽、影响网络安全的同时也在影响正常业务的服务质量。因此，企业和运营商所建设IP网络的性能、安全性、对各种业务的管理、控制和业
3、务承载能力是要考虑的重点。 1.2 通过整个IP承载网进行测试可以达到的目标 网络测试可以为上述要求提供可靠保证。首先，网络测试能够为被测网络提供一个客观的量化指标，帮助企业和运营商进行网络评估验收；其次，网络测试还能够提供未来网络规划和业务开展的依据。通过对整个IP承载网进行测试，可以达到下面的目标： （1） 明确网络建设和设计规模是否和前期规划一致，业务承载能力是否达到预期的目标（2） 验证网络设计的合理性（3） 明确各种业务运行在上述网络上是否有相应的服务质量（4） 当某种业务出现问题时，快速判断可能的故障点1.3 测试原则为了实现上述目标，IP承载网测试主要考虑下面技术点和遵守下面的原
4、则：（1） 网络23层基准性能测试：测试指标包括网络的转发能力、延时、丢包率、抖动和收敛时间等（2） 网络47层业务承载能力测试：建设IP承载网的主要目的是可以在上面平稳地运行各种用户需要的业务（如HTTP，FTP，E-mail，Voice，Video等业务的支持情况），这些业务是评估IP承载网性能的重要组成部分。IP承载网对业务测试的主要评价指标包括： HTTP：被测试网络承载HTTP业务时的有效吞吐量和业务响应时间 FTP：被测试网络承载FTP业务时的有效吞吐量和业务响应时间 E-mail (POP3，SMTP，IMAP)：被测试网络承载邮件业务时的有效吞吐量和业务响应时间 Voice：被
5、测试网络承载VoIP业务时的有效吞吐量和语音质量（MOS） Video：被测试网络承载视频业务时的有效吞吐量和视频传输质量（MDI）（3） 用户接入点多，并且比较分散，需要同时进行多点测试才能够评估整个网络的性能（4） 不同时间网络的流量和业务类型也有所不同，需要在不同时间测试（5） 网络中存在的P2P流量，网络聊天IRC业务，网络游戏E-Gaming或者某些特定业务需要进行有效地控制和管理通过上述测试，网络维护人员可以对网络的性能、安全性、业务管理控制能力和业务承载能力做到心中有数，但这也就要求测试仪表具有多种业务仿真的能力，能够同时执行27层复杂的测试，能够灵活而方便的进行异地测试等。因为
6、大型企业网络和运营商网络的分布范围比较广，小到一个城市的不同位置，大到几个城市之间甚至全国、全球范围，所以网络测试和单机测试相比，具有更高的复杂度和灵活性，并且部分测试方法和测试重点也有些不同，对这种设备种类数量众多、分布地域广泛的网络进行测试需要在测试前进行完善的测试规划，以保证测试顺利、正确的完成。1.4 传统“网络测试”的误区为什么RFC2544测试不适合用于网络测试传统的“网络测试”是指在网络的不同地方放置测试仪表，进行“标准”的IP性能基准测试，即：通常所说的“RFC2544”测试。测试的内容主要是吞吐量、时延、丢包率等。实际上，这一类测试并不适合对今天的IP网络进行测试。这是因为：
7、（1） 测试条件与实际网络情况相去甚远以最典型的RFC2544测试项目“吞吐量测试”为例，“标准”的吞吐量测试要分别以64字节，128字节，256字节，直至1518字节共7种长度的帧进行测试，发送方尽力发送特定长度的帧，接收方则统计是否有丢失，在没有丢失的情况下最大的帧转发速率即为该帧尺寸下的“吞吐量”。吞吐量的测试结果是与各个帧长度向对应的吞吐量的一个表格。这种测试使用的是固定帧尺寸，无连接状态的测试流量，对于单独的交换设备进行测试，倒是适合的，但对于网络而言，这种测试就离现实情况太远了。在现实网络中的普遍情况是，用户通过网络建立一个连接（如：TCP连接），然后传送一定数量的用户数据（封装在
8、IP/TCP的协议数据单元PDU中），按照TCP的流控机制进行流量调整，最后成功完成这一数据的传送，计算用户实际获得的“吞吐量”和时延等指标。可以看出，这一测试场景与RFC2544的吞吐量测试有多大的不同： 测试时基于TCP连接的； 测试的流量是双向，交互的； 测试过程中的数据报文长度是不固定的； 测试的结果，如：吞吐量的计算是针对所有用户数据成功传送完成的时间来计算的；（2） 测试手段简单，测试管理复杂如上所述，“标准”的RFC2544测试手段过于简单，与此同时，其测试管理却不必要的复杂。放置在不同地点的多台仪表（以进行“网络”测试），需要通过单独的管理网络进行通信，才能保证每个仪表的测试端
9、口受到统一的控制和调度。当测试在公网环境进行时，这意味着每台仪表要占用一个公网地址（实际情况经常是这样，因为仪表的控制软件无法跨越防火墙等NAT设备进行通信）。而放置在公网的仪表则成为了一台暴露在Internet上的主机，极易受到攻击，给测试带来很大的不可确定性。所以，一种“合适”的IP网络性能测试手段，在进行基本的网络性能基准测试时，应该： 以符合网络用户的实际情况的方式进行测试 测试的结果数据以用户数据的实际成功传送为准进行计算 测试能够方便的进行集中控制，对远端测试设备的控制可以跨越防火墙等NAT设备美国Ixia公司的IP综合网络性能分析仪就是满足上面这些要求的，适用于IP网络性能测试的
10、合适工具。关于该产品的详细信息，请见文档美国Ixia公司的IP综合网络性能分析仪。下面给出的是使用IP综合网络分析仪进行网络测试部署的方案举例。2 IP网络测试仪表部署方案建议（以某省域网为例）2.1 部署方式根据测试的需要，部署方式可能有所不同，下面是Ixia建议的部署方式： 根据该省域网的特点，建议在省会节点部署一套IP综合网络性能分析仪，而在各重要的测试点部署仪表的测试端点（Endpoint），这些重要的测试点可以包括： 各二级城市与中心点的相连的网关 省网的出口网关 省内提供特定服务的服务器网段（如：DNS服务器，HTTP服务器或邮件服务器等 主要专线用户的接入端口 宽带接入的小区用户
11、汇聚端口考虑到建设成本，建议初期可以选择部分重要的测试节点进行部署，随后可以通过增加测试端点（Endpoint）的方式扩大测试的覆盖范围。由于Endpoint的费用低，部署方便，免维护，用户可以方便的增加测试端点，并以较少的成本覆盖和满足大量网络用户的测试要求。 2.2 测试项目（以xDSL接入用户的三重播放业务为例）以一个采用xDSL方式接入用户，并为用户提供包括数据，视频和语音业务的网络为例，Ixia的IP综合网络性能分析仪可以进行一系列的测试内容，对各个业务进行分别和混合的测试。所有测试均可以远程进行，从而大大节省维护人员的时间和经费，缩短用户故障申告的响应和解决时间，提高用户满意度。下
12、面给出了部分常用的测试内容，包括： 用户上线初始化和认证测试； 用户上/下行数据带宽测试； 数据业务在网络中的服务质量测试； Video业务在网络中的服务质量测试； 语音业务（VoIP）在网络中的服务质量测试测试项目2.2.1 用户PPPoE初始化和认证测试测试内容仿真用户上线过程中，从DSLAM到BRAS的初始化和认证过程。测试步骤在DSLAM和BRAS处部署测试端点，运行PPPoE上线测试脚本，记录测试结果。测试拓扑测试效果这一测试可以及时的发现和诊断xDSL用户的上线故障。由于这一测试完全可以远程进行，所以能够大大节省维护人员的时间和经费，改善用户的服务体验质量，提高用户满意度。测试项目
13、2.2.2 用户接入网上/下行带宽测试测试内容测试从用户设备（CPE）到DSLAM的上/下行数据可用带宽测试步骤在用户设备处部署测试端点，在其接入网络的DSLAM的测试端口上部署另一个测试端点，运行吞吐量测试脚本，记录测试结果。测试拓扑测试效果在国外运营商网络中的测试经验表明，86%的DSLAM端口故障可以通过这种测试被迅速发现和定位。测试项目2.2.3 数据业务在网络中的服务质量测试测试内容测试数据业务从DSLAM到Internet网关的各段及整体链路的服务质量测试步骤在DSLAM/BRAS/边界路由器/Internet网关等节点部署测试端点，选择任意2个测试端点，运行QoS测试脚本，记录测
14、试结果。测试拓扑测试效果测试的统计结果包括：吞吐量/时延/时延抖动/特定业务的响应时间/每秒会话数量等。这一测试完全可以通过远程控制进行测试，能够直观/迅速的发行网络或设备在性能方面的缺陷，大大提高网络的运行质量。定期的进行测试，还可以为网络的运行状态提供准确的服务质量趋势报告。既可以对网络进行这样的测试，也可以为某个重要用户的线路进行测试。测试项目2.2.4 Video业务在网络中的服务质量测试（IPTV）测试内容测试IPTV用户的视频业务流量在网络中的服务质量测试步骤在从DSLAM/边界路由器到IPTV服务器的各重要节点部署测试端点，选择任意2个测试端点，运行IPTV测试脚本，记录测试结果
15、。测试拓扑测试效果测试的统计结果包括：吞吐量/时延/时延抖动/响应时间/视频质量MDI/信道切换时间等。这一测试完全可以通过远程控制进行测试，能够直观/迅速的发现从DSLAM到IPTV服务器的整个链路上的性能缺陷和问题，大大提高业务运行质量。定期的进行测试，还可以为IPTV业务的运行状态提供准确的服务质量趋势报告。既可以对IPTV业务进行这样的测试，也可以为对VoD（视频点播）业务进行这样的测试。测试项目2.2.5 语音业务（VoIP）在网络中的服务质量测试测试内容测试VoIP用户的语音业务流量在网络中的服务质量测试步骤在从DSLAM/边界路由器到VoIP网关的各重要节点部署测试端点，选择任意2个测试端点，运行VoIP测试脚本，记录测试结果。测试拓扑测试效果测试
